Palniki wodorowe do przemysłowej dekarbonizacji

W debacie publicznej wodór (H2) stał się zwiastunem nadziei na miks energetyczny przyszłości, ponieważ jego potencjał w przemyśle trudnym do dekarbonizacji (stal, cement, chemikalia) i mobilności (statki, ruch lotniczy, motoryzacja) jest ogromna. W przeciwieństwie do energii elektrycznej ze słońca i wiatru, H2 można łatwo magazynować - w postaci gazu lub w postaci płynnej. Latem 2020 r. niemiecki rząd federalny (czekamy na polski) przyjął „Narodową strategię dotyczącą wodoru”, a Komisja Europejska dąży do prawdziwej zmiany systemowej poprzez Zielony Ład: do 2030 r. ma być emitowanych 40% mniej CO2, a do 2050 r. Europa ma stać się kontynentem neutralnym dla klimatu.
Oczekuje się, że do 2024 r. produkcja czystego wodoru wzrośnie do jednego miliona ton, a do 2030 r. do dziesięciu milionów ton. W ten sposób H2 powinien być nie tylko kołem ratunkowym dla transformacji klimatycznej i energetycznej, ale także motorem wzrostu dla innowacji technicznych.

Technologia jest sprawdzona i dostępna od ręki

Włączenie wodoru do koszyka energetycznego wymaga doświadczenia i specjalistycznej wiedzy. SAACKE jako lider technologiczny od kilkudziesięciu lat produkuje systemy spalania o niskiej emisji NOx, również w połączeniu z wodorem, tzw. „H2 Ready”.
Możemy natychmiast wesprzeć Państwa w przejściu na wytwarzanie ciepła w oparciu o H2, aby wykorzystać potencjał neutralnej dla klimatu i ultranowoczesnej gospodarki energetycznej. Tu właśnie wkraczamy do gry, gdzie istnieje realna technologia wydajnego przetwarzania dużych ilości „niebieskiego” lub „zielonego” H2 w przemysłowych procesach termicznych. I tak jest już dzisiaj - na przykład jako odpad w przemyśle chloro-alkalicznym lub przy produkcji dwutlenku tytanu, a także w układach napędowych i grzewczych na statkach. Tutaj użycie istniejącego H2 zamiast dodatkowego gazu ziemnego lub oleju napędowego do statków pozwala nie tylko na zmniejszenie emisji, ale także zmniejszenie kosztów.

Wtłaczanie H2 do sieci gazu ziemnego - zapewnienie bezpieczeństwa eksploatacji

Znacząco wzrośnie ilość H2 jako paliwa uzupełniającego gaz ziemny. W chwili obecnej dopuszczalna zawartość H2 dodawanego do istniejącej sieci gazu ziemnego wynosi do 20%. Dwie trzecie obecnej niemieckiej infrastruktury gazowej (czekamy na polską) mogłoby w przyszłości zostać wykorzystane do produkcji domieszek wodoru. Stawia to wymagania zarówno operatorom instalacji, jak i samej technologii. Ci, którzy dziś używają palnika kompatybilnego z H2, unikają konieczności modernizacji w przyszłości i zapewniają długoterminową eksploatację swoich instalacji.

Kurs na wodór

Jakie są cechy tego obiecującego źródła energii, w jakich wariantach występuje i co jeszcze należy wziąć pod uwagę?

• Szary wodór H2 - Produkt reformingu parowego gazu ziemnego (powstaje emisja CO2); obecnie około 90% wodoru wytwarzanego do celów przemysłowych
• Niebieski wodór H2 - Produkcja wodoru z gazu ziemnego, a następnie składowanie podziemne / podmorskie lub składowanie CO2 (technologia CCS)
• Zielony wodór H2 - Otrzymywany przez (stosunkowo drogie) procesy elektrolizy / zasilania gazem w oparciu o odnawialne źródła energii

Charakterystyka spalania wodoru

• Atom wodoru H jest najlżejszym i najmniejszym pierwiastkiem układu okresowego
• H2 jest bezbarwny, bezwonny i pozbawiony smaku
• Jest 8 razy lżejszy od gazu ziemnego
• Wartość opałowa jest od 3 do 3,5 razy niższa niż większość dostępnych w handlu gazów ziemnych
• Płomień pali się około 8 razy szybciej niż gaz ziemny
• Niezwykle szeroki zakres palności (4-77% obj. w porównaniu do 4-16% obj. gazu ziemnego)
• 15 razy mniej energii iskry potrzebnej do zapłonu niż gaz ziemny (0,02 mJ)

H2 ma ogromny potencjał w zakresie ochrony środowiskai redukcji CO2

Przykład obliczeniowy: Palnik o mocy 7,5 MW, który pracuje nieprzerwanie z maksymalną mocą (24 godziny na dobę) i pracuje na wodór, pozwala zaoszczędzić około 35 ton emisji CO2 dziennie w porównaniu ze spalaniem gazu ziemnego.

Proces Power-To-Gas - jak powstaje zielony wodór H2

Power-to-X: Technologia spalania SAACKE jest gotowa na wodór

Unia Europejska postawiła sobie za cel osiągnięcie neutralności klimatycznej do 2050 roku. Zgodnie z obecnym stanem wiedzy, powszechne wykorzystanie wodoru może odegrać decydującą rolę w osiągnięciu tego celu i dlatego cieszy się obecnie dużym zainteresowaniem mediów i polityków. Szczególnie w obszarze przemysłowego wytwarzania ciepła, termiczne wykorzystanie zielonego wodoru stanowi realną alternatywę dla paliw kopalnych.

W przemysłowym wytwarzaniu ciepła wodór jako paliwo nie jest nowym obszarem. Na przykład wodór wytwarzany jako produkt uboczny elektrolizy chloro-alkalicznej jest już spalany na dużą skalę w palnikach z wymuszonym obiegiem powietrza. Pierwsze instalacje tego typu firmy SAACKE zostały uruchomione już w 1981 roku. Do tej pory takie aplikacje były specjalnymi instalacjami o wysokim zapotrzebowaniu na indywidualną inżynierię. Wodór jako paliwo stawia dodatkowe wymagania zarówno palnikowi, jak i podłączonym systemom. Do tej pory z powodzeniem wdrożono wiele projektów wodorowych. Od niewielkiej domieszki wodoru w gazie ziemnym do 100% zawartości wodoru. W zależności od wymagań stosowane są różne typy palników.

Wszystkie palniki SAACKE są już w stanie przetwarzać do 20% domieszki H2 w gazie ziemnym bez żadnych problemów. Jeśli zawartość H2 jest większa (do 100%) i zmienna, nasze serie palników SSB i ROTONOX są również do tego odpowiednie i sprawdzone. Przy okazji: Możliwe i często stosowane jest również mieszane spalanie wodoru i gazu ziemnego (lub oleju opałowego EL) w zmiennych proporcjach. Oznacza to również, że klient może przełączyć się z powrotem na "paliwo rezerwowe" w postaci gazu ziemnego, biogazu lub oleju opałowego w dowolnym momencie w przypadku wąskich gardeł w dostawach wodoru.

Oczywiście, nawet przy 100% H2, palniki SAACKE spełniają wszystkie limity NOx, a w niektórych przypadkach spadają znacznie poniżej nich (> 50%). Ogólnie rzecz biorąc, standardowe palniki gazowe pracujące ze 100% wodorem mają 3x wyższe emisje niż w przypadku pracy na gazie ziemnym.

All video

Palniki wodorowe  SAACKE

SAACKE prowadzi badania w dziedzinie H2 od około 40 lat i dzięki tej przewadze technologicznej jest jednym z nielicznych dostawców na świecie, którzy mogą już dziś oferować na rynku bezpieczne i niskoemisyjne palniki wodorowe, które zapewniają ciepło neutralne pod względem CO2 - zarówno w przemyśle, jak iw żegludze morskiej. Dzięki doświadczeniu w inżynierii instalacji specjalnych SAACKE może zaoferować szeroką gamę palników do wytwarzania pary na bazie gazu ziemnego, które mogą wykorzystywać paliwa alternatywne, takie jak H2.

Z nami otrzymujesz wszystko z jednego źródła, ponieważ jesteśmy Twoim punktem kompleksowej obsługi dla kompletnych systemów spalania H2 - niezależnie od tego, czy chodzi o inżynierię, montaż, modernizację czy serwis części zamiennych.
Nasza przewaga technologiczna polega na przemyślanej recyrkulacji spalin oraz specjalnej konstrukcji wtrysku gazu. Te dwa kluczowe komponenty zapewniają, że wyższa temperatura płomienia oraz wyższa emisja NOx ze spalania wodoru w porównaniu z gazem ziemnym są do 3 razy zminimalizowane.

Zastosowania palników Saacke

 

Modernizacja zakładu + automatyzacja zakładu - przechodzimy na wodór

Odpowiedzialne wykorzystanie paliw kopalnych jest dziś ważniejsze niż kiedykolwiek wcześniej. Nowoczesna instalacja spalania musi zatem uzyskiwać jak największą wydajność z dostępnego paliwa. Warunkiem tego jest wysoki stopień wydajności. Zoptymalizuj swój system dzięki modułom modernizacyjnym SAACKE!

Portfolio SAACKE obejmuje:

• Silniki z regulacją prędkości zapewniające oszczędność zużycia energii do 80%.
• Sterowniki CO-/O2 poprawiające wydajność o ok. 1-2
• Ekonomizery i wymienniki ciepła zwiększające wydajność nawet o 11% przy jednoczesnej redukcji emisji.
• Obliczanie potencjału redukcji kosztów i emisji
• Optymalizacja trybu pracy i parametrów sterowania

Termiczne wodorowe oczyszczanie powietrza wylotowego

Najniższe wartości emisji i niskie zużycie energii

Obciążone zapachami powietrze odlotowe, które jest wytwarzane na przykład w przemyśle spożywczym, rafineriach lub przemyśle chemicznym, musi zostać uwolnione od nieprzyjemnych zapachów poprzez oczyszczanie powietrza odlotowego, zanim zostanie uwolnione do środowiska.

Istnieją zasadniczo dwie metody oczyszczania powietrza odlotowego: termiczne i biologiczne oczyszczanie powietrza odlotowego. Pierwsza z nich ma tę zaletę, że może być stosowana nawet wtedy, gdy skład powietrza wywiewanego jest różny i gdy w grę wchodzą duże ilości powietrza wywiewanego. W przypadku termicznego oczyszczania powietrza wylotowego, powietrze wylotowe jest podgrzewane do temperatury ponad 750°C.

Portfolio SAACKE obejmuje zarówno indywidualne, jak i kompletne rozwiązania do oczyszczania powietrza wylotowego z jednoczesnym wykorzystaniem energii do usuwania powietrza wylotowego i oparów. Głównym celem jest zawsze zminimalizowanie energii potrzebnej do ogrzania powietrza wylotowego i zmniejszenie odpowiednich wartości emisji. SAACKE posiada odpowiednie produkty, niezbędne doświadczenie i kompleksową wiedzę inżynierską, aby osiągnąć te cele.

Portfolio SAACKE obejmuje:

• Palnik, komorę spalania i kocioł odzysknicowy
• Technologia spalania do wykorzystania powietrza wylotowego o niskim obciążeniu

Rozwiązania SAACKE łączą oczyszczanie powietrza odlotowego z wykorzystaniem wytworzonego ciepła. W tym procesie obciążone zapachami powietrze wylotowe jest podgrzewane i dopalane. Uzyskane w ten sposób ciepło jest wykorzystywane termicznie w dalszym kotle. W ten sposób spaliny z zakładów przetwórstwa mięsnego i ziemniaczanego są nie tylko utylizowane, ale także zastępują inne źródła energii, dostarczając ciepło procesowe. Nawet w przypadku bardzo trudnego powietrza wylotowego, takiego jak w zakładach utylizacyjnych, SAACKE oferuje rozwiązanie do usuwania oparów.

Kocioł wodnorurowy na wodór

Zwiększona wydajność i najlepsze wartości emisji

Kotły wodnorurowe są wykorzystywane w wielu różnych branżach, takich jak energetyka i ciepłownictwo czy przemysł papierniczy. W ciągu 30-40-letniego okresu eksploatacji systemu kotła, palniki muszą być kilkakrotnie modernizowane w celu zapewnienia zgodności z obowiązującymi przepisami dotyczącymi emisji, zwłaszcza NOx. W związku z tym, zarówno w przypadku nowych instalacji, jak i modernizacji, obowiązują następujące zasady: Najnowocześniejsza technologia wypalania o niskiej zawartości NOx jest absolutną koniecznością, a jej bezpieczeństwo operacyjne jest utrzymywane.

Dla kotłów wodnorurkowych SAACKE oferuje indywidualne palniki, jak również armaturę, sterowanie palnikami i kompletne rozwiązania. W SAACKE znajdziesz odpowiednie produkty i usługi dla nowego systemu lub modernizacji istniejącego systemu. Wszystkie te oferty mają na celu uczynienie systemu opalania kotła wodnorurkowego tak wydajnym i niskoemisyjnym, jak to tylko możliwe.

Portfolio SAACKE obejmuje:

• Palniki i systemy rozpalania na paliwa standardowe i specjalne, takie jak gaz ubogi, gaz konwertorowy lub melasa
• Palniki i systemy wypalania z minimalną emisją NOx (np. dla bardzo niskiej emisji NOx)
• Palniki rezerwowe i pilotażowe dla kotłów fluidalnych (np. dla zakładów przetwarzania odpadów w energię)
• Modernizacja istniejących kotłowni poprzez instalację nowych palników i/lub dalsze działania modernizacyjne

Nagrzewnice wodorowe na olej termiczny

Nagrzewnice olejowe są stosowane głównie w przemyśle chemicznym i farmaceutycznym do dostarczania ciepła do procesów w wysokich temperaturach (od 300 do 450 °C). Są one często ogrzewane specjalnymi paliwami, takimi jak gazowe lub ciekłe produkty uboczne procesu. Oprócz wykorzystania tych paliw, szczególnym wyzwaniem jest często termiczna utylizacja powietrza wylotowego.

Jedną z zalet wszystkich palników SAACKE jest to, że mogą one pracować ze wstępnym podgrzewaniem powietrza do spalania i nadal gwarantują spalanie o niskiej zawartości NOx.

Portfolio SAACKE obejmuje:

• Niskoemisyjne palniki do standardowych paliw, takich jak gaz ziemny, olej lekki i ciężki oraz paliwa specjalne, takie jak ciekłe lub gazowe produkty uboczne z przemysłu chemicznego
• Systemy wypalania do rezerwowego dostarczania ciepła dla słonecznych elektrowni cieplnych w celu zapewnienia ciągłego zasilania w przypadku, gdy źródło energii słonecznej nie będzie dostępne

Spalanie pomocnicze GTA - Rozsądne korzystanie z turbin gazowych

Generowanie energii elektrycznej za pomocą turbiny gazowej i pary za pomocą gorących spalin jest przyjazne dla środowiska i wydajne - co do zasady. W praktyce jednak takie łączone procesy osiągają wskaźnik wykorzystania paliwa na poziomie około 75% i pozostawiają znaczne rezerwy niewykorzystane. Wypalanie pomocnicze GTA między turbiną a kotłem na ciepło odpadowe wykorzystuje resztkowy tlen zawarty w spalinach turbiny i poprawia wskaźnik wykorzystania paliwa w zakładzie do ponad 96%.

Portfolio SAACKE obejmuje:

• Palniki i systemy rozpalania dla kotłów odzysknicowych i wodnych oraz izolowane komory spalania z wymiennikami ciepła spalin.
• Palniki i systemy wypalania do podgrzewania spalin z turbin w elektrowniach oraz do podgrzewania powietrza procesowego w suszarniach.
• Indywidualne aranżacje/konstrukcje zgodnie z wymaganiami klienta
• Wykorzystanie sprawdzonych standardowych palników na paliwa gazowe i ciekłe

Zasadniczo zarówno palniki powierzchniowe (seria GDG), jak i palniki z atomizerem ciśnieniowym (np. serie DDZG A i DDZG GT) są dostępne dla pomocniczych systemów wypalania GTA w różnych konfiguracjach, które można idealnie dostosować do każdej instalacji. Dzięki temu ani wysokie temperatury GTA do 650°C, ani szczególnie niskie ciśnienia wynoszące zaledwie kilka mbar za turbiną nie stanowią przeszkody w wykorzystaniu cennej energii zawartej w spalinach. Są one zawsze indywidualnie dopasowane do instalacji turbiny gazowej i umożliwiają efektywne wykorzystanie nawet niewielkich przestrzeni montażowych.

Oprócz jednoczesnej pracy turbiny i palnika, możliwa jest również indywidualna praca obu komponentów. W każdym przypadku zaawansowany system sterowania zapewnia optymalny punkt pracy palnika, całkowite wypalenie i najniższe wartości emisji. Technologia GTA firmy SAACKE gwarantuje maksymalną dostępność i bardzo długą żywotność, niezależnie od tego, czy chodzi o proste wypalanie awaryjne, czy ciężką pracę ciągłą z 4 palnikami i mocą 160 MW.

Procesy suszenia wodorowego

Koncentracja na wydajności i przyjazności dla środowiska
Procesy suszenia bezpośredniego są stosowane w wielu gałęziach przemysłu, takich jak przemysł gipsowy, przemysł drzewny, przemysł cukrowniczy, przemysł cementowy, przemysł potasowy czy przemysł fosforanowy. W tym procesie suszenia gazy spalinowe ze spalania wchodzą w bezpośredni kontakt z suszonym materiałem.

Na potrzeby procesów suszenia firma SAACKE oferuje generatory gorącego gazu i odpowiednie palniki dla szerokiej gamy paliw. SAACKE posiada wieloletnie doświadczenie w dziedzinie wypalania w procesach suszenia i dlatego może zaoferować odpowiednie rozwiązania o niskiej zawartości NOx dla paliw standardowych i specjalnych, a także niezwykle wydajne generatory gorącego gazu. Zwiększona wydajność i przyjazność dla środowiska są zawsze w centrum uwagi podczas opracowywania systemów wypalania.

Portfolio SAACKE obejmuje:

Generatory gorącego gazu ze standardowymi paliwami do:

• Suszenia fosforanów
• Suszenia chlorku potasu lub sodu
• Suszenia i kalcynacji gipsu
• Suszenie gipsu i popiołów lotnych w IOS
• Innej obróbki termicznej materiałów w suszarkach o przepływie porywczym lub ze złożem fluidalnym, w złożach fluidalnych lub innych urządzeniach inżynierii procesowej

Generatory gorącego gazu z palnikami pyłowymi do:

• Suszenia rudy
• Suszenia pulpy buraczanej
• Suszenia i kalcynacji gipsu
• Suszenia piasku (również dla mieszalni asfaltu)
• Suszenie płyt wiórowych

Generatory gorącego gazu z palnikami gazowymi dla:

• Zakładów granulowania rudy żelaza
• Instalacje mielenia węgla (proces PCI w przemyśle stalowym)
• Instalacje do mielenia i suszenia żużla wielkopiecowego