Kan du tolke dine NOx-resultater?

Regelmæssige emissionsmålinger er i dag ren rutine for mange procesindustrier. Det, der er mindre selvfølgeligt er, hvordan man skal måle, tolke og evaluere måleresultatet. For at vide, hvilke handlinger, der giver resultat, og hvilke teknikker, der er mest optimale for selve processen, gælder det om at forstå, hvad der påvirker NOx-værdierne. AGA’s metallurger Fredrik Nyman og Fredrik Stark forklarer, hvordan det hænger sammen og giver tips med på vejen til en højproduktiv og energieffektiv proces.

I stålindustrien er den førende kilde til NOx-udslip det, der kaldes termisk NOx. Det opstår, når ilt og kvælstof reagerer på hinanden ved høje temperaturer fra 1.200-1.300 grader C og øges eksponentielt derover. Det dannes blandt andet i smelteovne.

LOKALISERING AF PROBLEM MED NOX-MÆTNING
Mindre problemer kan hurtigt blive store og bekostelige rent investeringsmæssigt. Ved at måle NOx-udslip kan man lokalisere og løse problemet og derved undgå unødige og kostbare omkostninger. En vel udført NOx-måling giver f.eks. en god indikation af, om ovnen fungerer, som den skal. Man kan hurtigt og enkelt finde ud af, om ovnen ikke er tæt, eller om ovntrykket er forkert, hvilket kan have stor indvirkning på energiomkostningerne.

”Noget vi fokuserer meget på, er at hjælpe vores kunder med at analysere eventuel overskudsilt, som bidrager til NOx-dannelsen, og derudfra finde ud af, om det stammer fra lækageluft eller fra en fejlindstillet brænder,” siger Fredrik Stark, Application Engineer hos AGA.

Global målestandard mangler
En NOx-måling går ud på at måle koncentrationen af nitrogenoxid, ilt og kuldioxid i udslippet, og her findes der reelt ingen uoverensstemmelser, men det vigtige i dag, som der hersker en del uenighed om, er, hvordan man skal udregne og præsentere resultaterne.

”I dag mangler der en global standard for, hvordan målinger skal analyseres og fremlægges, og ser vi kun på Sverige og Finland, analyseres og tolkes måleresultaterne forskelligt. EU er dog i gang med at diskutere, hvad der skal være standard for opgørelse af NOx-udslip, men i øjeblikket tillempes der som sagt forskellige metoder,” fortæller Fredrik Nyman, Application Engineer hos AGA.

Det er vigtigt at forstå, hvad der påvirker
En almindelig måde at fremlægge resultatet på fra f.eks. smelte- og varmebehandlingsovne i dag er baseret på mængden af NOx pr. energimængde (udtrykt som mg NO2/MJ), hvilket er standard i Sverige. En anden måde er at vise det som en koncentration (udtrykt som mg NO2/Nm3-udstødning omregnet til 3 % O2), som er standard i Finland.

”At vise det som koncentration bliver kun korrekt, hvis luften er iltmidlet. Men for at sammenligne forskellige teknikker er det nemt at omregne, hvis oxygen tilføres luften eller anvendes som iltmiddel. Det kræver dog, at kuldioxidindholdet måles samtidig, og at brændstoffet er kendt,” forklarer Nyman. For at kunne tolke resultaterne korrekt, er det således vigtigt at forstå forskellene mellem de forskellige rapporteringsmetoder. Det handler også om at forstå, hvad det er, der påvirker dannelsen af NOx og tage hensyn til de forskellige forudsætninger, ikke blot stirre sig blind på resultatet.

”Hvis man oxygeneffektiviserer sin forbrænding og mindsker energiforbruget, reducerer mængden af gasser i sin forbrændingsproces, kan det medføre, at koncentrationen af NOx viser højere værdier, til trods for at det reelle udslip reduceres,” forklarer Stark. ”Vi vil derfor lægge vægt på, at det er vigtigt at forstå processen og være indforstået med, hvordan det fremkomne resultat skal måles og rapporteres. Ved at have denne viden er det nemmere at beslutte, hvilke forholdsregler der skal træffes for at reducere udslippet, uanset om det drejer sig om at udbedre problemområder eller installere en NOx-reducerende teknik,” tilføjer Nyman.

Trin til at undgå NOx
Da NOx forekommer naturligt ved alle former for forbrænding, er det ikke muligt at opnå et nulniveau i udslippet. Udfordringen ligger derfor i både at holde udslipsniveauerne nede og samtidig være brændstofbesparende. Der findes forskellige teknikker til at rense NOx, men det bedste er så vidt muligt at undgå dannelse af NOx ved hjælp af den rette forbrændingsteknik og regelmæssig proceskontrol. ”Hos AGA har vi udviklet oxygenløsninger, som har vist sig at være meget effektive, og som har kunnet hjælpe vores kunder med at reducere deres NOx-udslip betydeligt,” siger Stark.

FOREBYGGENDE VEDLIGEHOLDELSE AF OVNEN
Et vigtigt aspekt, som ikke bør undervurderes, er vedligeholdelse af ovnen. Et forhøjet NOx-indhold er i denne sammenhæng oftest en indikator for, at der er noget, der ikke fungerer optimalt, og at der findes muligheder for at procesoptimere. Høje NOx-værdier forårsages ofte af lækageluft eller et forkert indstillet forhold mellem brændstof og iltmiddel.

”Det kan være nok med en skadet ovnluge, en ødelagt trykmåler eller et blokeret spjæld, for at store mængder lækageluft trænger ind i ovnen. Det fører ikke blot til dannelse af NOx, men også til øget brændstofforbrug. Der findes eksempler på ovne, hvor et beskadiget spjæld har mere end firedoblet NOx-udslipsmængden (75 mg/MJ til >300 mg/MJ) og øget energiforbruget med mere end 15 %,” forklarer Nyman.

De forholdsregler, der vedtages med henblik på at nedbringe udslippet, handler derfor ikke blot om at opfylde myndighedernes krav, men også om at sikre energieffektivitet, jævn temperatur og høj produktion i processen. ”Hyppige procesmålinger og en aktivt forebyggende vedligeholdelse af spjæld, luger og forbrændingssystem er derfor en forudsætning for bibeholdelsen af lave NOx-udslipsniveauer, så problemer kan opdages og udbedres i tide,” afslutter Stark.

”Det kan resultere i, at koncentrationen af NOx viser højere værdi, til trods for at det reelle udslip mindskes”