Metoda projektowania instalacji odazotowania spalin w technologii SNCR dla węglowych kotłów rusztowych

• Autorzy: Krawczyk Piotr

Warianty tytułu

EN

The designing method of NOx reduction installation for coal stocker-fired boilers using SNCR technology

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Węglowe kotły rusztowe stanowią podstawę majątku wytwórczego polskich ciepłowni komunalnych. W dotychczasowej praktyce, ich dużej popularności nie towarzyszył jednak adekwatny rozwój dedykowanych metod oczyszczania spalin. W zakresie redukcji stężenia tlenków azotu kotły to nie były wyposażane w żadne systemy. Efektem tego jest brak doświadczeń projektowych i eksploatacyjnych w tym zakresie. W niniejszej pracy zaproponowano metodę projektowania instalacji odazotowania spalin w technologii SNCR dla węglowych kotłów rusztowych. Przedstawiona metoda obejmuje cały zestaw działań prowadzących do określenia parametrów konstrukcyjnych oraz eksploatacyjnych instalacji redukcji stężenia tlenków azotu. W pierwszej części pracy przedstawiono trójetapowe podejście do projektowania lane wprowadzających reagent, dedykowanych dla danego kotła. Zgodnie z zaproponowanym podejściem, w etapie pierwszym przy wykorzystaniu modelowania numerycznego poszukiwane są pożądane parametry wtrysku. W etapie drugim prowadzony jest proces projektowania lane w kierunku nadania im pożądanych, określonych wcześniej parametrów. Ostatni etap obejmuje testowanie opracowanych rozwiązań na stanowisku badawczym celem określenia rzeczywistych charakterystyk ich pracy. Poza określeniem parametrów konstrukcyjnych oraz operacyjnych lane wtryskowych, do podstawowych wyzwań technologicznych, wymagających rozwiązania przy projektowaniu instalacji SNCR, należy zaliczyć prawidłowe ich rozlokowanie na ścianach komory paleniskowej. Jako warunek początkowy przy określaniu pożądanych poziomów zabudowy lane wtryskowych przyjmuje się konieczność wprowadzania reagenta do spalin posiadających temperaturę z zakresu tzw. okna temperaturowego. Zatem poszukiwania pożądanej lokalizacji lanc wtryskowych sprowadzają się w dużej mierze do poszukiwania miejsc występowania temperatury spalin o określonej wartości. W niniejszej pracy zaproponowano dwie metody obliczeniowego określenia rozkładu temperatury spalin wewnątrz komory paleniskowej analizowanego kotła w funkcji jego parametrów operacyjnych. Pierwsza z nich odwołuje sic do tzw. metody CKTI, wprowadzając w niej pewne modyfikacje. Drugie z prezentowanych podejść opiera sic na wykorzystaniu narzędzi z zakresu numerycznej mechaniki płynów. Końcowym etapem procesu projektowania instalacji odazotowania spalin jest jej strojenie oraz kalibracja na obiekcie, dla którego była projektowana. Przykładowe doświadczenia z prac o tym charakterze również zostały zawarte w pracy. Przedstawiona metoda projektowania instalacji niekatalitycznego odazotowania spalin dla kotłów rusztowych prowadzi do rozstrzygnięcia wszystkich kluczowych kwestii z punktu widzenia sprawności funkcjonowania instalacji SNCR. Może zostać powielona dla innych typów węglowych kotłów rusztowych, przyczyniając się do rozwiązania problemu znalezienia odpowiedniej technologii odazotowania dla tej klasy obiektów. Praca stanowi próbę uogólnienia dotychczasowych wyników badań autora w zakresie projektowania instalacji odazotowania spalin w technologii SNCR dla węglowych kotłów rusztowych prowadzonych w Instytucie Techniki Cieplnej Politechniki Warszawskiej.

EN

Stoker-fired boilers are the main heat source in Polish district heating plants. So far, their popularity was not accompanied by the sustainable development of the dedicated flue gases treatment methods. The boilers were not equipped with any systems to reduce the concentration of nitrogen oxides, which resulted in the lack of design and operational experience in this area. In this thesis the method for the design of flue gas denitrification installations using SNCR technology dedicated for the stoker-fired boilers is proposed. The described method covers the entire set of activities leading to the determination of constructional and operational parameters of the installation dedicated to reduce the concentration of nitrogen oxides. In the first section of the document the three-stage approach to the design of the reagent nozzles dedicated to a given boiler is presented. According to the proposed methodology, the first stage covers the desired injection parameters determination, basing on the numerical modelling. In the second stage, the injection nozzle is designed, to allow the flow to obtain the parameters defined in the first step. The last stage involves testing of the developed solutions using a test stand, to determine the real performance characteristics of the nozzles. Besides the constructional and operational nozzle parameters determination, the main challenge of the SNCR technology designing is to choose the proper injection positions on the combustion chamber walls. As an initial condition in determining the desired levels of the injection nozzles installation, it is assumed that the reagent should be introduced into flue gas having a temperature in the range of so-called temperature window. Therefore, the search for a desired location of injection nozzles largely comes down to the definition of the places where flue gas temperatures takes a given range of values. In the thesis two methods of the computational determination of the exhaust gases temperature distribution inside the furnace chamber of the analyzed boiler as a function of its operational parameters are proposed. The first one refers to so-called CKTI method introducing several modifications. The second approach presented in the document bases on the implementation of the computational fluid dynamics tools. The last stadium of the denitrification installation designing process is to tune and calibrate the whole system on the site for which it was designed. The examples from experiments conducted in this field were also included in this paper. The presented method of designing non-catalytic denitrification installations dedicated for the stoker-fired boilers flue gas treatment leads to resolution of all key issues from the SNCR efficiency point of view. The method can be replicated for the various types of the stoker-fired boilers, contributing to solve the problem of denitrification technology choice occurring in this class of facilities. This work is an attempt to generalize the current results of the author's research in the field of designing of the flue gas denitrification systems in SNCR technology for stoker-fired boilers conducted at the Institute of Heat Engineering at the Warsaw University of Technology.

Słowa kluczowe

PL

instalacje odazotowania spalin; odazotowanie spalin; kotły rusztowe; spaliny z kotłów rusztowych; technologia SNCR; redukcja stężenia; tlenki azotu

EN

NOx reduction installations; denitrification of flue gases; stoker-fired boiler; SNCR technology; concentration reduction; nitrogen oxides

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej
• Czasopismo: Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Mechanika
• Rocznik: 2019
• Tom: z. 270
• Strony: 3--142
• Opis fizyczny: Bibliogr. 176 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Krawczyk Piotr

Bibliografia

• [1] B. Wrzesińska, R. Krzywda, T. Wąsowski, P. Krawczyk, and K. Badyda, „A selective non-catalytic reduction of nitrogen oxides technology for application in industrial and municipal heating boilers Technologia selektywnej niekatalitycznej redukcji tlenków azotu pod kątem zastosowania jej w kotłach dla energetyki przemysłowej”, Przem. Chem., vol. 1, no. 4, pp. 182-187, 2015.
• [2] „Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady 2010/75/UE z dnia 24 listopada 2010 r. w sprawie emisji przemysłowych, Dz. Urz. Unii Europejskiej, L 334, 17.”, p. 3, 2010.
• [3] „Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) 2015/2193 w sprawie ograniczenia niektórych zanieczyszczeń do powietrza ze §średnich obiektów energetycznego spalania (MCP)”, 2015.
• [4] „Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 4 listopada 2014 w sprawie standardów emisyjnych dla niektórych rodzajów instalacji, źródeł spalania paliw oraz urządzeń spalania lub współspalania odpadów, Dz. U, poz.1546, 2014 r.”, 2014.
• [5] „Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 1 marca 2018 w sprawie standardów emisyjnych dla niektórych rodzajów instalacji, źródeł spalania paliw oraz urządzeń spalania lub współspalania odpadów, Dz. U, poz.680, 2018 r.”, 2018.
• [6] „Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady 2001/80/UE z dnia 23 października 2001 r. w sprawie ograniczenia emisji niektórych zanieczyszczeń do powietrza z dużych źródeł spalania paliw, Dz. Urz. Unii Europejskiej, L 24, 8.”, vol. 299, no. 7, 2001.
• [7] „Integrated Pollution Prevention and Control, Reference Document on Best Available Techniques for Large Combustion Plants, European Commission, July 2006”.
• [8] „Decyzja Wykonawcza Komisji (UE) 2017/1442 z dnia 31 lipca 2017 r. ustanawiająca konkluzje dotyczące najlepszych dostępnych technik (BAT) w odniesieniu do dużych obiektów energetycznego spalania zgodnie z dyrektywy Parlamentu Europejskiego i Rady 2010/75/U”, no. 4, 2017.
• [9] K. Badyda and J. Lewandowski, „Uwarunkowania wzrostu zapotrzebowania na gaz dla energetyki i ciepłownictwa”, Rynek Energii, vol. 5, pp. 2-7, 2009.
• [10] P. Krawczyk and J. Lewandowski, „Wykorzystanie krajowego potencjału kotłów wodnych a dyrektywy emisyjne UE Exploiting”, Piece Przem. kotły, vol. VII—VIII, pp. 29-33, 2013.
• [11] „Statystyka Ciepłownictwa Polskiego”, 2016.
• [12] P. Krawczyk, „Experimental investigation of N2O formation in selective non-catalytic NOx reduction processes performed in stoker boiler”, Polish J. Chem. Technol., vol. 18, no. 4, pp. 104-109, 2016.
• [13] S. Kruczek, Kotły. Konstrukcje i obliczenia. Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 2001.
• [14] W. Kordylewski, Spalanie i Paliwa. Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 2005.
• [15] P. Orłowski, W. Dobrzański, and E. Szwarc, Kotły parowe. Konstrukcja i obliczenia. WNT, Warszawa 1979.
• [16] K. Stańczyk, Czyste technologie użytkowania węgla. Główny Instytut Górnictwa, Katowice 2008
• [17] J. Juściński, Materiałowo-technologiczne uwarunkowania niszczenia i trwałości elementów konstrukcyjnych obrotowych podgrzewaczy powietrza i spalin. Politechnika Opolska, Opole 2013.
• [18] P. Krawczyk, K. Badyda, J. Szczygieł, and S. Młynarz, „Investigation of exhaust gas temperature distribution within a furnace of a stoker fired boiler as a function of its operating parameters”, Arch. Thermodyn., vol. 36, no. 3, pp. 3-14, 2015.
• [19] A. Kapitaniak and J. Sztraube, Poradnik palacza. Budowa i obsługa grzewczych i przemysłowych kotłów rusztowych. WNT, Warszawa 1991.
• [20] R. Parys, „Niektóre zjawiska związane z wprowadzanymi zmianami w instalacjach powietrza kotłów rusztowych”, in 10th International Conference on Boiler Technology, 2006, pp. 67-83.
• [21] M. Kosioł and J. Nadziakiewicz, „Optymalizacja liczby stref rozdziału powietrza w paleniskach rusztowych”, Arch. Gospod. Odpad. i Ochr. Środowiska, vol. 1, pp. 83-94, 2005.
• [22] R. Parys, „Czy modernizacja kotłów WR 25 dała spodziewane efekty?”, Gospod. Paliwami i Energią, vol. 7, pp. 17-21, 2003.
• [23] A. Bieliński, Podstawy Chemii Nieorganicznej. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2007.
• [24] W. Muskała, „Tworzenie i destrukcja tlenków azotu w procesach energetycznego spalania paliw”, Częstochowa, 2018.
• [25] J. Warych, Oczyszczanie przemysłowych gazów odlotowych. WNT, Warszawa 1994.
• [26] J. Zeldovich, „The Oxidation of Nitrogen in Combustions and Explosion”, Acta Physiochimica, vol. 21, pp. 577-628, 1946.
• [27] L. Muzio and G. Quartucy, „Implementing NO, Control: Research to Application”, Prog. Energy Combust. Sci., vol. 23, no. 3, p. Muzio, L. (1997). Implementing NOx control: Resear, 1997.
• [28] J. W. Mitchell and J. M. Tarbell, „A kinetic model of nitric oxide formation during pulverized coal combustion”, AIChE J, vol. 28, no. 2, pp. 302-311, 1982.
• [29] A. Williams, M. Pourkashanian, J. Jones, and L. Rowlands, „A review of NOx formation and reduction mechanisms in combustion systems, with particular reference to coal”, J. Inst. Energy, vol. 70, no. 484, pp. 102-113, 1997.
• [30] K. Skalska, J. Miller, and S. Ledakowicz, „Trends in NOx abatement: A review”, Sci. Total Environ., vol. 408, no. 19, pp. 3976-3989, 2010.
• [31] C.P. Fenimore, „Formation of nitric oxide in premixed hydrocarbon flames”, Symp. Combust., vol. 13, no. 1, pp. 373-380, 1971.
• [32] A. Williams, P. M., B. P., and J. Norman, „Modelling of coal combustion in low-NOx p.f. flames”, Fuel, vol. 73, pp. 1006-1018, 1994.
• [33] V. S. P. and B. R. Stanmore, „3-D modelling of NOx formation in a 275 MW utility boiler”, J. Inst. Energy, vol. 69, pp. 68-79,1996.
• [34] K. R. G. Hein and G. Jager, „Results of combustion for the reduction of NOx emission”, Combust. Model. Burn. Replace. Strateg. ASME, vol. 10, 1990.
• [35] W. Kordylewski, Niskoemisyjne techniki spalania w energetyce. Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 2000.
• [36] F. Winter, C. Wartha, G. Loffler, and H. Hofbauer, „The NO and N2O formation mechanism during devolatilization and char combustion under fluidized bed conditions”, 26th Symp. Combust. Combust. Inst., vol. 26, no. 2, pp. 3325-3334, 1996.
• [37] G. G. De Soete, „Overall reaction rates of NO and N2 formation from fuel nitrogen”, Symp. Combust., vol. 15, no. 15, pp. 1093-1102, 1975.
• [38] J. O. L. Wendt, D. W. Pershing, J. W. Lee, and J. W. Glass, „Pulverized coal combustion: NOx formation mechanisms under fuel rich and staged combustion conditions”, Symp. Combust., vol. 17, no. 1, pp. 77-87, 1979.
• [39] M. Xu, J. L. T. Azevedo, and M. G. Carvalho, „Modelling of the combustion process and NOx emission in a utility boiler”, Fuel, vol. 79, no. 13, pp. 1611-1619, 2000.
• [40] M. Pronobis, Modernizacja kotłów energetycznych. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2017.
• [41] A. Franco and A. R. Diaz, „The future challenges for 'clean coal technologies': Joining efficiency increase and pollutant emission control”, Energy, vol. 34, no. 3, pp. 348-354, 2009.
• [42] J. Jarosiński, Techniki Czystego Spalania. WNT, Warszawa 1996.
• [43] K. Li, S. Thompson, and J. Peng, „Modelling and prediction of NOx emission in a coal-fired power generation plant”, Control Eng. Pract., vol. 12, no. 6, pp. 707-723, 2004.
• [44] R.C. Flagan and J.H. Seinfeld, Fundamentals of Air Pollution Engineering. New Jersey, 1988.
• [45] Z. Ma et al., „Characteristics of NOx emission from Chinese coal-fired power plants equipped with new technologies”, Atmos. Environ., vol. 131, pp. 164-170, 2016.
• [46] C. Yin, L. A. Rosendahl, and S.K. Kxr, „Grate-firing of biomass for heat and power production”, Prog. Energy Combust. Sci., vol. 34, no. 6, pp. 725-754, 2008.
• [47] D. W. Pershing and J. O. L. Wendt, „Relative Contributions of Volatile Nitrogen and Char Nitrogen to NOx, Emissions from Pulverized Coal Flames”, Ind. Eng. Chem. Process Des. Dev., vol. 18, no. 1, pp. 60-67.
• [48] W. Nowak and M. Pronobis, Nowe technologie spalania i oczyszczania spalin. Wydaw. Politechniki Śląskiej, 2010., Gliwice 2010.
• [49] T. Le Bris, F. Cadavid, S. Caillat, S. Pietrzyk, J. Blondin, and B. Baudoin, „Coal combustion modelling of large power plant, for NOx abatement”, Fuel, vol. 86, no. 14, pp. 2213-2220, 2007.
• [50] H. S. Rosenberg, L. M. Curran, A. V. Slack, J. Ando, and J.H. Oxley, „Post combustion methods for control of NOx emissions”, Prog. Energy Combust. Sci., vol. 6, no. 3, pp. 287-302, 1980.
• [51] L. J. Muzio, G. C. Quartucy, and J. E. Cichanowiczy, „Overview and status of post-combustion NOx control: SNCR, SCR and hybrid technologies”, Int. J. Environ. Pollut., vol. 17, no. 1/2, 2002.
• [52] R. Rota, D. Antos, É. F. Zanoelo, and M. Morbidelli, „Experimental and modeling analysis of the NOxOUT process”, Chem. Eng. Sci., 2002.
• [53] S. L. Chen, R. K. Lyon, and W. R. Seeker, „Advanced non-catalytic post combustion NOx control”, Environ. Prog., vol. 10, no. 3, pp. 182-185, 1991.
• [54] S. S. Daood, M. T. Javed, B. M. Gibbs, and W. Nimmo, „NOx control in coal combustion by combining biomass co-firing, oxygen enrichment and SNCR”, Fuel, vol. 105, pp. 283-292, 2013.
• [55] P. Forzatti, „Present status and perspectives in de-NOx SCR catalysis”, Appl. Catal. A Gen., vol. 222, no. 1-2, pp. 221-236, 2001.
• [56] J. Li, H. Chang, L. Ma, J. Hao, and R. T. Yang, „Low-temperature selective catalytic reduction of NOx with NH3 over metal oxide and zeolite catalysts-A review”, Catal. Today, vol. 175, no. 1, pp. 147-156, 2011.
• [57] M. Kałużyński, M. Pronobis, A. Walewski, R. Wejkowski, and W. Wojnar, „Selective Catalytic Reduction SCR in Rotary Air Heater”, Rynek Energii, vol. 82, no. 6, pp. 1-6, 2008.
• [58] S. Brandenberger, O. Krocher, A. Tissler, and R. Althoff, „The State of the Art in Selective Catalytic Reduction of NOx by Ammonia Using Metal-Exchanged Zeolite Catalysts”, Catal. Rev., vol. 50, no. 4, pp. 492-531, 2008.
• [59] J. Van Caneghem, J. De Greef, C. Block, and C. Vandecasteele, „NOx reduction in waste in-cinerators by selective catalytic reduction (SCR) instead of selective non catalytic reduction (SNCR) compared from a life cycle perspective: a case study”, J. Clean. Prod., vol. 112, pp. 4452-4460, 2016.
• [60] O. Gohlke, T. Weber, P. Seguin, and Y. Laborel, „A new process for NOx reduction in combustion systems for the generation of energy from waste”, Waste Manag., vol. 30, no. 7, pp. 1348-1354, 2010.
• [61] M. Koebel, M. Elsener, and M. Kleemann, „Urea-SCR: a promising technique to reduce NOx emissions from automotive diesel engines”, Catal. Today, vol. 59, no. 3-4, pp. 335-345, 2000.
• [62] R. K. Lyon, „Thermal DeNOx Controlling nitrogen oxides emissions by a noncatalytic process”, Environ. Sci. Technol., vol. 21, no. 3, pp. 231-236, 1987.
• [63] L. J. Muzio, J. K. Arand, and D. P. Teixeira, „Gas phase decomposition of nitric oxide in combustion product”, in Sixteenth symposium (international) on combustion. The Combustion Institute, Pittsburgh, 1977, pp. 199-208.
• [64] R. Lyon and J. Cole, „A reexamination of the RapreNOx process”, Combust. Flame, vol. 82, no. 3-4, pp. 435-443, 1990.
• [65] J. Kuropka, „Usuwanie tlenków azotu ze spalin metodą SNCR”, Chem. i Inżynieria Ekol., vol. 6, no. 10, pp. 1011-1023, 1999.
• [66] M. Tayyeb Javed, N. Irfan, and B. M. Gibbs, „Control of combustion-generated nitrogen oxides by selective non-catalytic reduction”, J. Environ. Manage., vol. 83, no. 3, pp. 251-289, 2007.
• [67] R. K. Lyon, „The NH3-NO-O2 reaction”, Int. J. Chem. Kinet., vol. 8, pp. 315-318, 1976.
• [68] S. Kuan-Soo and Y. Sang-Jo, „Shock Tube and Modeling Study of the Monomethylamine Oxidation at High Temperature”, Bull. Korean Chem. Soc., vol. 25, no. 2, pp. 293-297, 2004.
• [69] G. S. Dill, J. W. Samuelsen, „Evaluation of Selective Non-Catalytic Reduction of NOx for Jet Engine Test Cells. Report nr AFRL-ML-TY-TR-2000-4554”, 1995.
• [70] S. W. Bae, S. A. Roh, and S. D. Kim, „NO removal by reducing agents and additives in the selective non-catalytic reduction (SNCR) process”, Chemosphere, vol. 65, no. 1, pp. 170-175, 2006.
• [71] J. Brouwer, M. P. Heap, D. W. Pershing, and P. J. Smith, „A model for prediction of selective noncatalytic reduction of nitrogen oxides by ammonia, urea, and cyanuric acid with mixing limitations in the presence of co”, Symp. Combust., vol. 26, no. 2, pp. 2117-2124, 1996.
• [72] D. Botheju, P. Glarborg, and L. A. Tokheim, „The Use of Amine Reclaimer Wastes as a NO Reduction Agent”, Energy Procedia, vol. 37, pp. 691-700, 2013.
• [73] H. Chen, D. Z. Chen, S. Fan, L. Hong, and D. Wang, „SNCR De-NOx within a moderate temperature range using urea-spiked hydrazine hydrate as reductant”, Chemosphere, vol. 161, pp. 208-218, 2016.
• [74] L. Gasnot, D. Q. Dao, and J. F. Pauwels, „Experimental and Kinetic Study of the Effect of Additives on the Ammonia Based SNCR Process in Low Temperature Conditions”, Energy & Fuels, vol. 26, no. 5, pp. 2837-2849, 2012.
• [75] F. Birkhold, U. Meingast, P. Wassermann, and O. Deutschmann, „Modeling and simulation of the injection of urea-water-solution for automotive SCR DeNOx-systems”, Appl. Catal. B Environ., vol. 70, no. 1-4, pp. 119-127, 2007.
• [76] G.-W. Lee, B.-H. Shon, J.-G. Yoo, J.-H. Jung, and K.-J. Oh, „The influence of mixing between NH3 and NO for a De-NOx reaction in the SNCR process”, J. Ind. Eng. Chem., vol. 14, no. 4, pp. 457-467, 2008.
• [77] T. Blejchař, R. Malý, M. Maier, B. Čtech, M. Staáňa, and Z. Szeliga, „Optimization of SNCR Technology via CFD Simulation”, Arch. Combust., vol. 30, no. 3, pp. 103-113, 2010.
• [78] Z. Orzechowski and J. Prywer, Wytwarzanie i zastosowanie rozpylonej cieczy. WNT, Warszawa 2008.
• [79] A. H. Lefebvre and V. G. McDonell, Atomization and Sprays. Boca Raton: CRC Press., 2017.
• [80] N. Ashgriz, Handbook of atomization and sprays: theory and applications. Springer, 2011.
• [81] D. P. Swoboda et al., „Injection lance for uniformly injecting anhydrous ammonia and air into a boiler cavity”, US5681536A, 1996.
• [82] J. D. Peter-Hoblyn and F. X. Grimard, „Lance-type injection apparatus for introducing chemical agents into flue gases”, US5342592A, 1989.
• [83] N. W. Kuznetsov, W. W. Mitor, I. E. Dubovski, and E. S. Karasina, Teplovoi raschet kotelnyh agregatov. Energia, Moskva 1973.
• [84] T. Wróblewski, W. Sikorski, and K. Rzepa, Urządzenia kotłowe. Wydawnictwa Naukowo--Techniczne, Warszawa 1973.
• [85] J. Tu, G. H. Yeoh, and C. Liu, Computational Fluid Dynamics: A Practical Approach. Elsevier, 2018.
• [86] T. Stolarski, Y. Nakasone, and S. Yoshimoto, Engineering analysis with ANSYS software. Elsevier, 2018.
• [87] Tutorial 13, „Modeling Species Transport and Gaseous Combustion”, Fluent Tutor., vol. 76, pp. 1-48, 2006.
• [88] Ansys Inc., „ANSYS® Fluent User Guide”.
• [89] P. Krawczyk, „Badanie procesów cieplno-przepływowych w suszarni słonecznej, Politechnika Warszawska, Warszawa 2009.
• [90] Z. Jaworski, Numeryczna mechanika płynów w inżynierii chemicznej i procesowej. Akademicka Oficyna Wydawnicza EXIT, Warszawa 2005.
• [91] W. Jeong and J. Seong, „Comparison of effects on technical variances of computational fluid dynamics (CFD) software based on finite element and finite volume methods”, Int. J. Mech. Sci., vol. 78, pp. 19-26, 2014.
• [92] H. K. Versteeg and W. Malalasekera, An Introduction to Computational Fluid Dynamics: The Finite Volume Method. Pearson, 2007.
• [93] M. Radojevic, „Reduction of nitrogen oxides in flue gases”, Environ. Pollut., vol. 102, no. 1, pp. 685-689, 1998.
• [94] M. M. Aslam Bhutta, N. Hayat, M. H. Bashir, A. R. Khan, K. N. Ahmad, and S. Khan, „CFD applications in various heat exchangers design: A review”, Appl. Therm. Eng., vol. 32, no. 1-12 2012.
• [95] J. K. Dukowicz, „A particle-fluid numerical model for liquid sprays”, J. Comput. Phys., vol. 35, no. 2229-253, 1980.
• [96] C. Ruan, X. Fang, G. Huang, H. Ho, and F. Xing, „Atomization Performance Study of a Fuel Injector in IGC by Experimental and Numerical Investigation”, Procedia Eng., vol. 99, pp. 939-947, 2015.
• [97] P. Krawczyk and K. Badyda, „Numerical analysis of the impact of parameters of urea solution injection on reagent penetration inside the combustion chamber of A WR 25 boiler”, Rynek Energii, 2014.
• [98] K. Badyda, P. Krawczyk, and S. Mlynarz, „Numerical Analysis of the Impact of Parameters of Urea Solution Injection on Reagent Penetration inside the Combustion Chamber of an OP-140 Boiler”, Int. J. Contemp. ENERGY, vol. 1, no. 2, 2015.
• [99] E. A. Ibrahim, H. Q. Yang, and A. J. Przekwas, „Modeling of spray droplets deformation and breakup”, J. Propuls. Power, vol. 9, no. 4, pp. 651-654, 1993.
• [100] J. Heide, M. Karlsson, and M. Altimira, „Numerical Analysis of Urea-SCR Sprays under Cross-Flow Conditions”, SAE Tech. Pap. Sera, 2017.
• [101] A. Singh and V. P. Agrawal, „CFD Simulation Of Spray Cooling: Review And Problems”, Int. J. Eng. Technol. Manag. Appl. Sci., vol. 3, pp. 587-593, 2015.
• [102] N. Zeoli and S. Gu, „Numerical modelling of droplet break-up for gas atomisation”, Comput. Mater. Sci., vol. 38, no. 2, pp. 282-292, 2006.
• [103] H. L. Fang and H. F. M. DaCosta, „Urea thermolysis and NOx reduction with and without SCR catalysts”, Appl. Catal. B Environ., vol. 46, no. 1, pp. 17-34, 2003.
• [104] Z. Chen, W. Yang, J. Zhou, H. Lv, J. Liu, and K. Cen, „HNCO hydrolysis performance in urea-water solution thermohydrolysis process with and without catalysts”, J. Zhejiang Univ. A, vol. 11, no. 11, pp. 849-856,2010.
• [105] T. D. B. Nguyen, Y.-I. Lim, W.-H. Eom, S.-J. Kim, and K.-S. Yoo, „Experiment and CFD simulation of hybrid SNCR-SCR using urea solution in a pilot-scale reactor”, Comput. Chem. Eng., vol. 34, no. 10, pp. 1580-1589, 2010.
• [106] A. Kufferath, B. Wende, and W. Leuckel, „Influence of liquid flow conditions on spray characteristics of internal-mixing twin-fluid atomizers”, Int. J. Heat Fluid Flow, vol. 20, no. 5, pp. 513-519, 1999.
• [107] G. Ferreira, J. A. Garcia, F. Barreras, A. Lozano, and E. Lincheta, „Design optimization of twin-fluid atomizers with an internal mixing chamber for heavy fuel oils”, Fuel Process. Technol., vol. 90, no. 2, pp. 270-278, 2009.
• [108] J. S. Chin, „Effervescent Atomization and Internal Mixing Air Assist Atomization”, Int. J. Turbo Jet Engines, vol. 12, no. 2, 1995.
• [109] J. Jedelsky, J. Otahal, and M. Jichta, „Effervescent atomizer: influence of the internal geometry on atomization performance”, in 21th - ILASS Europe Meeting, 2007.
• [110] J. S. Chin and A. H. Lefebvre, „A Design Procedure for Effervescent Atomizers”, J. Eng. Gas Turbines Power, vol. 117, no. 2, p. 266, 1995.
• [111] Z. Orzechowski and J. Prywer, Rozpylanie cieczy w urządzeniach energetycznych. Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa 1994.
• [112] Y. Taitel and A. E. Dukler, „A model for predicting flow regime transitions in horizontal and near horizontal gas-liquid flow”, AIChE J., vol. 22, no. 1, pp. 47-55, 1976.
• [113] R. Koch and A. Noworyta, Procesy mechaniczne w inżynierii chemicznej. Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa 1998.
• [114] L. Troniewski, „Aparaty z hydraulicznie wytwarzanym filmem cieczy”, Zeszysty Nauk. WSI w Opolu, Ser. Stud. i Monogr, vol. 14, 1989.
• [115] P. Krawczyk and K. Badyda, „A design procedure for 'liquid to Air' type Atomisers based on air and water mixture outflow velocity”, Chem. Process Eng., vol. 36, no. 3, pp. 355-363, 2015.
• [116] C. E. Brennen, Fundamentals of Multiphase Flow. Cambridge University Press, 2005.
• [117] C. T. Crowe, Multiphase Flow Handbook. CRC Press., 2005.
• [118] M. Widden, Fluid mechanics fundamentals. Palgrave, London 1996.
• [119] K. Jeżowiecka-Kabsch and H. Szewczyk, Mechanika Płynów. Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 2001.
• [120] P. Catalano and M. Amato, „An evaluation of RANS turbulence modelling for aerodynamic applications”, Aerosp. Sci. Technol., vol. 7, no. 7, pp. 493-509, 2003.
• [121] P. Krawczyk, K. Badyda, and M. Szczepan, „Efect of the air to water ratio on the performance of internal mixing two-fluid atomiser”, Chem. Process Eng., vol. 37, no. 4, pp. 461-471, 2016.
• [122] F. Barreras, A. Lozano, J. Barroso, and E. Lincheta, „Experimental characterization of industrial twin-fluid atomizers”, At. Sprays, vol. 16, no. 2, pp. 127-146, 2006.
• [123] H. Hiroyasu, M. Arai, and M. Tabata, Empirical Equations for the Sauter Mean Diameter of a Diesel Spray. 1989.
• [124] B. Wrzesińska, R. Krzywda, and T. Wąsowski, „Analiza rozkładów wielkości kropel generowanych przez rozpylacze stosowane w technologii odazotowania spalin”, INŻYNIERIA I Apar. Chem., vol. 56, no. 4, pp. 150-151, 2017.
• [125] L. Broniarz-Press, M. Ochowiak, and S. Markuszewska, M. Włodarczak, „Wpływ lepkości cieczy na proces rozpylania w inhalatorach medycznych”, Inż. Ap. Chem, vol. 52, no. 4, pp. 291-292, 2013.
• [126] G. Pilcer, R. Rosiere, K. Traina, T. Sebti, F. Vanderbist, and K. Amighi, „New Co-Spray-Dried Tobramycin Nanoparticles-Clarithromycin Inhaled Powder Systems for Lung Infection Therapy in Cystic Fibrosis Patients”, J. Pharm. Sci., vol. 102, no. 6, pp. 1836-1846, 2013.
• [127] W. C. Hoffmann et al., „Evaluation of aerial spray technologies for adult mosquito control applications”, J. plant Prot. Res., vol. 53, 2013.
• [128] R. Krzywda, B. Wrzesińska, and T. Wąsowski, „Badania lanc rozpylających przeznaczonych do niekatalitycznej redukcji tlenków azotu (SNCR) w kotłach o małej mocy”, Chemik, vol. 70, no. 10, pp. 605-610, 2016.
• [129] A. H. Lefebvre, „Twin-fluid atomization: factors influencing mean drop size”, At. Sprays, vol. 2, no. 2, pp. 101-119, 1992.
• [130] L. G. Blevins, „Behavior of Bare and Aspirated Thermocouples in Compartment Fires”, in Proceedings of the 33rd National Heat Transfer Conference, 1999.
• [131] S. Kalisz et al., „Impact of halloysite fuel additive on 650 t/h PC boiler co-firing biomass. Part II - emission characteristics”, in 12th International Conference on Boiler Technology ICBT, 2014.
• [132] S. Grądziel and W. Zima, „Obliczanie komór paleniskowych kotłów energetycznych”, Czas. Tech. Mech., vol. 98, no. 5M, pp. 85-94, 2001.
• [133] S. Grądziel, „Obliczanie komory paleniskowej kotła parowego metodą strefową”, Arch. Energ., vol. 38, no. 1, pp. 191-202, 2008.
• [134] S. Smółka, „Numeryczne wyznaczanie rozkładu temperatur w komorze paleniskowej kotła energetycznego”, Energ. i Ekol., no. 1, pp. 45-49, 2005.
• [135] A. G. Blokh, Heat transfer in steam boiler furnaces. Hemisphere Publishing Corporation, 1987.
• [136] C. Shields, Boilers: types, characteristics, and functions. Dodge Corporation, New York 1961.
• [137] K. Rażniewicz, Tablice cieplne z wykresami. WNT, Warszawa 1966.
• [138] P. Basu, C. Kefa, and L. Jestin, Boilers and Burners: Design and Theory. Springer, 2013.
• [139] K. Rayaprolu, Boilers for Power and Process. Taylor & Francis Group, 2009.
• [140] „Norma PN-EN 12952-15 (Kotły wodnorurowe i urządzenia pomocnicze — Czek 15: Badania odbiorcze).”
• [141] R. Wejkowski, P. Ostrowski, S. Kalisz, M. Pronobis, and W. Szczypek, „Zastosowanie systemu DeNOx z wykorzystaniem napędów strumieniowych FJBS w kotle WR25”, in XIV Konferencja naukowo-techniczna Modernizacja Kotłów Rusztowych. Prace naukowe, Monografie, Konferencje z. 47, 2017.
• [142] W. Blasiak, W. H. Yang, and W. Dong, „Combustion performance improvement of grate fired furnaces using Ecotube system”, J. Energy Inst., vol. 79, no. 2, pp. 67-74,2006.
• [143] W. Dong and W. Blasiak, „CFD modeling of ecotube system in coal and waste grate combustion”, Energy Conyers. Manag., vol. 42, no. 15-17, pp. 1887-1896, 2001.
• [144] Y. B. Yang, Y. R. Goh, R. Zakaria, V. Nasserzadeh, and J. Swithenbank, „Mathematical modelling of MSW incineration on a travelling bed”, Waste Manag., vol. 22, no. 4, pp. 369-380, 2002.
• [145] H.-H. Frey, B. Peters, H. Hunsinger, and J. Vehlow, „Characterization of municipal solid waste combustion in a grate furnace. Waste Management, 23(8), 689-701. doi:”, 2003.
• [146] C. Ryu, D. Shin, and S. Choi, „Combined Simulation of Combustion and Gas Flow in a Grate-Type Incinerator”, J. Air Waste Manage. Assoc., vol. 52, no. 2, pp. 189-197, 2002.
• [147] C. Ryu, Y. B. Yang, V. Nasserzadeh, and J. Swithenbank, „Thermal reaction modeling of a large municipal solid waste incinerator”, Combust. Sci. Technol., vol. 176, no. 11, pp. 1891- -1907, 2004.
• [148] C. Yin, L. Rosendahl, S. Clausen, and S. L. Hvid, „Characterizing and modeling of an 88 MW grate-fired boiler burning wheat straw: Experience and lessons”, Energy, vol. 41, no. 1, pp. 473-482, 2012.
• [149] K. Goerner and T. Klasen, „Modelling, simulation and validation of the solid biomass combustion in different plants”, Prog. Comput. Fluid Dyn. An Int. J., vol. 6, no. 4/5, p. 225, 2006.
• [150] T. Klason and X. S. Bai, „Combustion process in a biomass grate fired industry furnace: a CFD study”, Prog. Comput. Fluid Dyn. An Int. J., vol. 6, no. 4/5, p. 278, 2006.
• [151] S. Cordiner, A. Manni, V. Mulone, and V. Rocco, „Biomass furnace study via 3D numerical modeling”, Int. Numer. Methods Heat Fluid Flow, vol. 26, no. 2, pp. 515-533, 2016.
• [152] T. Nussbaumer, M. Kiener, and P. Horat, „Fluid dynamic optimization of grate boilers with scaled model flow experiments, CFD modeling, and measurements in practice”, Biomass and Bioenergy, vol. 76, pp. 11-23, 2015.
• [153] N. Modliński, „Numerical simulation of SNCR (selective non-catalytic reduction) process in coal fired grate boiler”, Energy, no. 92, pp. 67-76, 2015.
• [154] Ł. Więckowski, P. Krawczyk, and K. Badyda, „Numerical investigation of temperature distribution in the furnace of a coal fired grate boiler in part load conditions”, J. power Technol., vol. 97, no. 5, pp. 359-365, 2017.
• [155] B. Hernik, „Numerical calculations of the WR-40 boiler with a furnace jet boiler system”, Energy, vol. 92, pp. 54-66, 2015.
• [156] A. M. Dos Santos and R. Collin, „Study of a MSW incinerator: overall operation and on-site measurements over the grate”, in National-Waste-Processing-Conerence, 1992.
• [157] W. Szwarc, „Oracowanie założeń do cyfrowego układu sterowania i regulacji kotłów typu WR 10 i WR 25”, Warszawa 2002.
• [158] A. Ptaszek and J. Kruk, „Wyznaczanie gęstości pozornej i porowatości złoża, przepływ gazu przez złoże suche, opory przepływu.
• [159] A. Scheidegger The physics of flow through porous media. UNIVERSITY OF TORONTO PRESS, 1958.
• [160] G. A. Aksielrud and M. A. Altszuler, Ruch masy w ciałach porowatych. Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa 1987.
• [161] M. A. Serio, D. G. Hamblen, J. R. Markham, and P. R. Solomon, „Kinetics of volatile product evolution in coal pyrolysis: experiment and theory”, Energy & Fuels, vol. 1, no. 2, pp. 138-152, 1987.
• [162] T. H. Fletcher, J. Ma, J. R. Rigby, A. L. Brown, and B. W. Webb, „Soot in coal combustion systems”, Prog. Energy Combust. Sci., vol. 23, pp. 283-301, 1997.
• [163] J. R. Arthur, „Reactions between carbon and oxygen”, Trans. Faraday Soc., vol. 47, p. 164, 1951.
• [164] D. C. Wilcox, Turbulence modeling for CFD. DCW Industries, Inc, 1994.
• [165] J. C. Chai, H. S. Lee, and S. V. Patankar, „Finite volume method for radiation heat transfer”, J. Thermophys. Heat Transf, vol. 8, no. 3, pp. 419-425, 1994.
• [166] B. Magnussen, „On the structure of turbulence and a generalized eddy dissipation concept for chemical reaction in turbulent flow”, in 19th Aerospace Sciences Meeting, 1981.
• [167] C. K. Westerbrook and F. L. Dryer, „Simplified Reaction Mechanisms for the Oxidation of Hydrocarbon Fuels in Flames”, Combust. Sci. Technol., vol. 27, no. 1-2, pp. 31-43, 1981.
• [168] M. Ghamari, S. Ramer, and A. Vats, „Numerical Modeling of Urea Injection and NO Emission in a Stoker Boiler”, in 8th U. S. National Combustion Meeting Organized by the Western States Section of the Combustion Institute and hosted by the University of Utah, 2013.
• [169] M. H. Waldner, R. Halter, A. Sigg, B. Brosch, H. J. Gehrmann, and M. Keunecke, „Energy from Waste - Clean, efficient, renewable: Transitions in combustion efficiency and NOx control. Waste Management”, vol. 33, no. 2, pp. 317-326, 2013.
• [170] Z. Liang and X. Ma, „Mathematical modeling of MSW combustion and SNCR in a full-scale municipal incinerator and effects of grate speed and oxygen-enriched atmospheres on operating conditions”, Waste Manag., vol. 30, no. 12, pp. 2520-2529, 2010.
• [171] A. Szkarowski and S. Janta-Lipinska, „Automatic Control of Burning Quality of Solid Fuel in Industrial Heating Boilers”, Mid-Pomeranian Sci. Assoc. Environmrnt Prot., vol. 11, pp. 241-255, 2009.
• [172] F. Rinaldi and B. Najafi, „Temperature Measurement in WTE Boilers Using Suction Pyrometers”, Sensors, vol. 13, no. 11, pp. 15633-15655, 2013.
• [173] G. Kychakoff, A. F. Hollingshead, and S. P. Boyd, „Use of acoustic temperature measurements in the cement manufacturing pyroprocess”, in Conference Record Cement Industry Technical Conference, 2005.
• [174] G. Q. Shen, L. S. An, and G. S. Jiang, „Real-time monitoring on boiler combustion based on acoustic measurement”, in 2006 IEEE Power India Conference, 2006.
• [175] D. Nabagło and P. Madejski, „Combustion process analysis in boiler OP-650K based on acoustic gas temperature measuring system”, in 3rd International Conference on Contemporary Problems of Thermal Engineering CPOTE, 2012.
• [176] M. Pronobis, R. Wejkowski, K. Jagodzińska, and T. Kress, „Simplified method for calculating SNCR system efficiency”, E3S Web Conf, vol. 02003, no. 14, 2017.

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).