Аспирант Всероссийского теплотехнического института (АО «ВТИ») представил результаты исследования эффективности технологии селективного некаталитического восстановления (СНКВ) для снижения выбросов оксидов азота на установках энергетической утилизации твёрдых коммунальных отходов (ТКО). Консультантами выступили ведущие специалисты отделений парогенераторов и топочных устройств (ОПТ) и защиты атмосферы.

Исследование посвящено одной из ключевых экологических задач современной теплоэнергетики — сокращению выбросов оксидов азота, образующихся при сжигании топлива. Для объектов энергетической утилизации отходов эта задача имеет особое значение, поскольку такие установки одновременно обеспечивают безопасное обезвреживание отходов и выработку электрической и тепловой энергии.

Специалисты выполнили комплекс расчётов и проанализировали работу СНКВ, которая широко применяется на современных заводах энергетической утилизации ТКО. Технология основана на подаче в топочную камеру водного раствора карбамида. В зоне высоких температур реагент вступает в химическую реакцию с оксидами азота и преобразует их в «безопасные» компоненты — молекулярный азот и водяной пар.

Авторы изучили основные факторы, которые влияют на эффективность процесса: температурный режим, расход реагента, качество его смешения с дымовыми газами, размеры образующихся капель и время протекания химических реакций. Особое внимание специалисты уделили параметрам подачи карбамидо-воздушной смеси через форсунки системы СНКВ.

Для проверки полученных результатов исследователи использовали методы вычислительной гидродинамики. Специалисты смоделировали процессы внутри газоходов котла и определили параметры работы системы, обеспечивающие наиболее эффективное восстановление оксидов азота.

Проведённые расчёты показали, что эффективность технологии напрямую зависит от качества смешения реагента с дымовыми газами и времени его пребывания в зоне высоких температур. Исследование также позволило определить оптимальные режимы подачи воздуха и раствора карбамида для повышения эффективности работы системы СНКВ.

«Для объектов энергетической утилизации отходов технология СНКВ является одним из ключевых инструментов снижения выбросов оксидов азота. Подобные исследования помогают точнее настраивать работу оборудования и повышать экологическую эффективность предприятий без существенных капитальных затрат», — отметил Андрей Тугов, заведующий ОПТ Института.

Полученные результаты планируется использовать при проведении режимно-наладочных работ на действующих и строящихся заводах энергетической утилизации отходов в Московском регионе. Исследование также может быть востребовано при проектировании аналогичных систем на новых проектируемых объектах.

Участие аспирантов в решении реальных научно-технических задач является важной частью подготовки будущих специалистов отрасли. Сегодня в АО «ВТИ» обучаются 56 аспирантов. Молодые исследователи работают под руководством ведущих учёных Института и участвуют в проектах для предприятий энергетики.

АО «ВТИ» ведёт подготовку кадров высшей квалификации по направлениям «Энергетические системы и комплексы» и «Турбомашины и поршневые двигатели». На базе Института действуют диссертационный совет, Научно-образовательный центр профессиональных компетенций и квалификаций в сфере теплоэнергетики и теплотехники, а также профильные кафедры.

Такой подход обеспечивает преемственность научной школы ВТИ и помогает готовить высококвалифицированных специалистов для энергетической отрасли. Молодые учёные получают возможность работать над актуальными задачами уже в процессе обучения, а предприятия — привлекать подготовленные кадры для реализации перспективных проектов.