Elektrárny spalující fosilní paliva zatěžují životní prostředí oxidem uhličitým, siřičitým, oxidy dusíku a oxidy některých aromatických uhlovodíků. V procesu práškového spalování dochází k úletu popílkových částí do ovzduší. Už na konci 90. let XX. století byl podle požadavků zákona o ochraně ovzduší z roku 1991 a mezinárodních závazků ČR vůči ekologii dokončen program snižování emisí látek znečišťujících ovzduší tepelných a energetických zdrojů. Byl realizován na bázi výběru energetických kotlů. Nové technologie byly ke kotlům připojeny a došlo i k odstavení řady zastaralých a nízkoúčinných kotlů a k výstavbě nových fluidních. V praxi se využívají i moderní způsoby spalování, při nichž se škodliviny z kouřových plynů odstraňují přímo při spalování, resp. vůbec nevznikají. Jedná se o fluidní spalování. Ve srovnání s klasickým spalováním vzniklé kouřové plyny obsahují cca 3 % síry (přidáním vápence) a cca 25 % oxidů dusíku. Inovační procesy U neodstavených kotlů a nových kotlů fluidního typu byly inovovány odlučovače tuhých látek a realizována primární opatření v řízení vlastního spalovacího procesu – DeNOX. Současně byly jednotlivé energetické výrobní bloky vybaveny novými měřicími a monitorovacími systémy. Nové metody pro ekologizaci spalin lze rozdělit do následujících oblastí: ❱❱Odsířování pomocí polosuché vápencové metody – s fluidním reaktorem a látkovým filtrem ve srovnání s polosuchou metodou s použitím atomizéru. Metoda odsíření pomocí fluidního reaktoru se jeví jako modernější řešení. Při jejím použití lze docílit menší a přesně řízenou spotřebu sorbentu, vysokou flexibilitu, jednoduchý mechanický systém i nižší provozní náklady, a to jak v rozsahu nákladů na sorbent, příp. adsorbent, tak nákladů na servisní údržbu. ❱❱Odsířování mokrou vápencovou metodou – tzv. mokrá vápencová vypírka je nejrozšířenější metodou v uhelné energetice. Základní rozdíl oproti jiným metodám spočívá v tom, že se jedná o mokrou vypírku proudu spalin reakčním činidlem v reaktoru za současného vzniku tzv. finálního produktu (energosádrovce). Opomenout nelze ani emise dusíku V rámci Národního programu snižování emisí (NPSE) v ČR je třeba se zaměřit rovněž na emise oxidu dusíku. Od 1. 1. 2016 (nejpozději k 1. 7. 2020) je nutné dosáhnout plnění emisních limitů stanovených vyhláškou č. 415/2012 Sb. To předpokládá u stávajících zdrojů řadu úprav spalovacího procesu a rekonstrukcí. Budou se uplatňovat jak primární opatření ke snížení emisí oxidu dusíku, tak sekundární, a to odstraněním již vzniklých oxidů dusíku ze spalin. Hlavním problémem metody SNCR (selektivní nekatalytická redukce NOx) je relativně úzké teplotní okno (cca 850–1050 °C). Pokud je reagent vstřikován do oblasti s nízkou teplotou, oxidy dusíku NOx nereagují s radikálem NH2-, protože reakční rychlost je nízká. To má za následek zvýšení koncentrace čpavku NH3 ve spalinách, tzv. čpavkový skluz. Pokud je naopak reagent vstřikován do oblasti s vysokou teplotou, NH2- radikál začne přednostně reagovat s kyslíkem O2. To naopak koncentrace NOx ve spalinách zvýší. Účinnost metody SNCR je silně ovlivněna teplotou spalin, resp. správným umístněním trysek ve spalovací komoře. Jako nejlepší se jeví jejich kombinace, kdy lze získat komplexní nástroj s co nejzajímavější ekonomickou a časovou efektivitou. Jedná se o kombinaci provozního měření na reálném spalovacím zařízení, bilanční tepelné výpočty a CFD modelování. Účinnost selektivní nekatalytické redukce (SNCR) je cca 40– 60 %. Při vysoké redukci NOx ovšem dochází k výraznému nárůstu koncentrace čpavku (NH3) ve spalinách. Selektivní katalytická redukce (SCR – selektivní katalytická redukce NOx) probíhá ve speciálním reaktoru. Katalyzátorem jsou oxidy vanadu, molybdenu nebo wolframu na nosiči z oxidu titaničitého. Do spalin se vstřikuje amoniak a směs se vede přes katalyzátory, kde vzniká elementární dusík a voda. Tato metoda je investičně nákladnější, ale obsah NOx ve spalinách lze snížit účinněji, až o 80–90 %. Z pohledu splnění emisních limitů NOx a NH3, které budou platné v rámci připravované legislativy EU – BAT po roce 2020, se jedná o sofistikovanější technologii. Bude ji nutné využívat minimálně v kombinaci se SNCR. Odprášení pomocí tkaninového filtru a elektroodlučovače – tkaninové filtry lze efektivně použít v prostředí s teplotami do 120 °C, elektrofiltry do 130 °C, elektroodlučovače (s více sekcemi) dosahují provozní účinnosti 96–99 %. Výzva pro praxi „Je nutné neustále vyvíjet nové moderní technologie pro snižování emisí sledovaných látek, příp. nalézt možnosti zvyšování účinnosti u stávajících,“ uvedl ředitel společnosti Envir & Power Ostrava, a. s., Ing. Jiří Míček. „Máme praktické zkušenosti z realizací projektů zaměřených na odsiřování systémem mokré vypírky, která je vhodná pro jednotky vyšších výkonů, i polosuché metody odsíření pomocí fluidního reaktoru nebo atomizéru. Technologie polosuchého odsíření jsou navázány na odlučování tuhých znečisťujících látek pomocí tkaninových filtrů nebo elektroodlučovači. Zaměřujeme se na denitrifikaci (snižování koncentrace oxidů dusíku ve spalinách), a to jak metodou SNCR (primární a sekundární opatření), tak metodou katalytické redukce SCR.“ Envir & Power Ostrava, a. s., se věnuje se svými partnery (VŠB – TU Ostrava, ÚJV Praha Řež, ÚCHP – AV ČR) rovněž výzkumu v oblasti snižování emisí rtuti. Ing. Milan Kuchta