... Makale ■ Enerji Sektöründe Karbon Piyasaları ve Emisyon Ticareti Emisyonların Kontrolü Dizel Motorlarında NOx İndirgenmesinin Bugünü ve Geleceği Rapor eden: Henrik Trolle JACOBSEN Haldor Topsoe NS Çeviri Haluk SALTAN Makina Yüksek Mühendisi Motorlarda NOx indirgeme sistemleri, dünyanın birçok bölgesinde zorunlu hale gelmektedir. Neyse ki, teknik gelişmeler DeNOx sisteminin verimini artırmış ve karmaşıklığını ve maliyetini düşürmüştür. Azot oksitleri olan NO ve NO2 (yaygın şekilde NOx olarak bilinirler) bileşikleri yanma proseslerinde oluşan tehlikeli kirleticilerdir. İnsan sağlığı ve ekinler NO, emisyonlarından ciddi şekilde etkilenirler ve bunlardan topluma doğan harici maliyet, atmosfere bırakılan NO, kilogramı başına 12€ kadar yüksektir (12€/kg NO) (Mike Holland ve ark. 2005, http://www.cafe-cba.org/ assets/marginal damage 03-05.pdf). Dizel motorlarının toplam NOx emisyonu içindeki payı bazı bölgelerde %44'e kadar çıkar ve diğer kaynaklardan gelen emisyonlar hızlı şekilde azaldığı için, bu yüzde artmaktadır. Bir dizel motorunun NOx emisyonu, tipik olarak 12 kg/ MWh değerindedir fakat 18 kg/MWh rakamına kadar çıkabilir. Buna kıyasla, kömürle çalışan bir termik santralin Nü, emisyonları, NOx azaltma ekipmanı öncesinde tipik olarak 2 kg/MWh elektrik gücü civarındadır ve azaltma ekipmanı kullanan dünyanın gelişmiş ülkelerindeki tesislerin çoğunda bu rakam 0,2-0,4 kg/MWh aralığındadır. Motorlardan kaynaklanan NOx emisyonlarının insan sağlığına ciddi zararlar getirdiği ve topluma kayda değer bir maliyet getirdiği anlaşıldığı için, doğal olarak çevre yönetmelikleri giderek daha sıkı hale gelmekte ve bu durum, bağımsız güç üreticilerini kendi NOx emisyonlarını azaltmak için etkin çözümler aramaya zorlamaktadır. Neyse ki, son 30 yıl zarfında çeşitli teknik çözümler geliştirilmiştir ve özellikle bir teknoloji, kayda değer bir yakıt kaybı olmaksızın verimli şekilde hakim ve güvenilir duruma gelmiştir: Seçimli Katalitik Azaltma DeNOx veya SCR sistemi. SCR 5 ENERJi DÜNYASI EYLÜL2011 prosesi, NOx gazlarının bir katalizör üzerinde amonyak ile reaksiyona girerek zararsız element halinde azot ve su buharı oluşturulmasına dayanır. NOx azaltma işlemi; susuz amonyak, sulu amonyak veya ürenin sulu bir çözeltisi biçiminde olan ve indirgeme maddesi olarak kullanılan bir amonyak kaynağının egzoz gazı içine püskürtülmesi ile gerçekleşir. Pek çok motor uygulamalarında üre çözümleri tercih edilir çünkü NH3 bileşiğinin aksine, zararsız bir maddedir, elleçlenmesi kolaydır ve dünyanın her yerinde temin edilebilir. ' Şekil l'de gösterildiği üzere, üre çözeltisi katalizörün akış üstü tarafından enjekte edilir. Üre, sıcak gaz içinde amonyak (NHJ haline parçalanır ve daha sonra, NH/egzoz gaz karışımı katalizör içerisinden geçer ve burada NOx gazı dönüştürülür. Esas olarak NO şeklinde ve çok az oranda NO2 halinde bulunan NO,gazları aşağıdaki reaksiyonlara göre dönüştürülür: 4 NO + 4 NH3 + 02 ➔ 4 N2 + 6 H2O NO + NO2 + 2 NH3 ➔ 2 N2 + 3 Hp Bu reaksiyon yapılarından görülebileceği üzere, NOx gazının dönüştürülmesi her hangi bir ikincil kirletici madde oluşturmaz günkü sonuçta oluşan ürünler sadece azot ve su buharıdır ve bunlar zaten atmosferde bol miktarda bulunmaktadır. NO/NH3 reaksiyonu 800°C üzerindeki sıcaklıklarda bir katalizörün yardımı olmaksızın gerçekleşir, ancak bir katalizör kullanmak suretiyle, bu reaksiyon 170 °C - 575 °C arasında ve en verimli olarak 360 °C - 440 °C arasında da meydana gelebilir. Bu reaksiyonla giderilen her bir kg NOx başına üre tüketimi %40'lık üre - su çözeltisinden 1,6 kg şeklindedir. NOx azaltılmasına ilave olarak, egzoz gazı katalizör üzerinden geçerken, tanecikli
RkJQdWJsaXNoZXIy MTcyMTY=