LO-NOx-brännare - LO-NOx burner
En LO NOx-brännare är en typ av brännare som vanligtvis används i värmepannor för att producera ånga och elektricitet .
Innehåll
Bakgrund
Den första upptäckten
Omkring 1986 John Joyce (av Bowin Cars berömmelse), en inflytelserik Australian uppfinnare först lärt sig om kväveoxider ( NO x ) och deras roll i produktionen av smog och surt regn . Hans första introduktion till ämnets komplexitet åstadkoms av arbetet av Fred Barnes och Dr John Bromley från den statliga energikommissionen i Western Australia.
Den stora majoriteten av den forskning och utveckling som sträcker sig tillbaka över tjugo år var ungefär storskaliga industri brännare och komplexa mekanismer som, i slutändan, inte tillverkade vad man skulle överväga låg NO x (2 ng / J eller ~ 4 ppm vid 0% O 2 på torr basis ).
I själva verket på den tiden, 15 ng / J NO 2 förefaller ha ansetts lågt NO 2 . Den tydligt budskap om att flöt igenom alla massan av information som han studerade, var effekten av temperaturen på bildandet av NO x .
"Need is the Mother of Invention"
I slutet av 1980-talet väckte hälso- och miljömyndigheterna i Australien oro över inomhusluftkvaliteten och i vilken utsträckning att särskilt äldre gasluftsvärmare bidrog till högre nivåer än acceptabla kvävedioxid (NO 2 ). 1989 inledde följaktligen New South Wales Department of School Education en omfattande undersökning av kvävedioxid i skolor i hela New South Wales. Som en interimsåtgärd meddelade hälsomyndigheterna att en nivå på 0,3 ppm NO 2 skulle bli den övre gränsen för klassrum. Den australiska Gas Association i sin tur minskade den inomhus emissionshastigheten av NO 2 för unflued gasvärmare 15-5 ng / J och detta förblir strömgränsen. Regeringen i New South Wales, genom Public Works Department, utvärderade också alternativa metoder för att värma klassrum för att säkerställa en säker och hälsosam miljö för studenterna.
Det var i detta sammanhang som John Joyces företag Bowin Technology påbörjade ett stort forsknings- och utvecklingsprogram som syftade till att minimera kvävedioxidutsläppen från oljedrivna gasvärmare. Bowin Technology ställde sig som uppgift att lösa utsläppsproblemet vid källan: gasbrännaren . Detta trots en generellt lång uppfattningen av gas experter, att kommersiellt motiverade förbättringar gasbrännare inte kunde leverera drastiska kväveoxider (NO x ) minskningar.
1989 utlöste en omedelbar uppmaning att sänka nivån inomhus kvävedioxid (NO 2 ) av allmänt publicerade artiklar och mediatäckning i New South Wales, vilket framhäver vilken effekt denna kemikalie har på andningskänsliga människor, såsom astmatiker och de med bronkial. problem.
Under värmen i inomhusluftkvalitetsdebatten uppmanades olika statliga institutioner i Australien att byta till flytande gasvärmare och elektrisk uppvärmning .
New South Wales, däremot, formulerade initiala riktlinjer för luftkvalitet inomhus , genom kombinerade åtgärder av Australian Gas Light Company , Health Authority och New South Wales Public Works Department. Dessa riktlinjer låg till grund för restriktionerna för australiska gasapparater för kvävedioxid NO 2 -utsläpp från utloppsvärmare, nu antagna i Australien.
John Joyce blev medveten om att inget annat utländskt reglerande organ gjorde en åtskillnad mellan NO och NO 2 i sina miljöriktlinjer eller koder. Dessutom verkade det som om de totala kväveoxidnivåkraven var på plats oavsett om utsläppen flyts eller inte.
Följaktligen John Joyce lärt sig att en 'ofarlig' del av NO x -utsläpp, kväveoxid (NO), i närvaro av kolväten (såsom hushålls aerosoldrivmedel , möjliga gasläckor och inträngning av bilavgaser fume), konverterar till NO 2 . Detta visade sig vara fallet i New South Wales skolutredning. I vetenskaplig mening hade det blivit praxis att beräkna både NO + NO 2 , vid mätning av kvävehalter i utsläpp. Därför den nu vanligtvis använda referensen till "total NO x ".
Växthusgas och fotokemisk smog
Naturgas efter sammansättning har en tydlig fördel jämfört med andra fossila bränslen när det gäller koldioxid , partiklar och svaveldioxid som produceras vid omvandling till användbar energi . I början av 1990-talet var ett flertal länder på väg att ersätta olja och kol med naturgas med deras energi- och elkraftsbehov .
För att upprätthålla denna fördel som ett "miljövänligt" bränsle, reducerar australiska gasföretag effektivt gasförluster (metanutsläpp) i sina leveranser och lägger strikta koder på apparattillverkare och installatörer mot gasläckage .
Ändå ser miljöexperter produktionen av kväveoxider som en viktig hot vid bildandet av växthusgaser och fotokemisk smog . Interaktionen av NOx med kolväten från fordonsavgaser och solljus, kan också bilda låg nivå ozon . I stratosfären (cirka 25 km upp). Ozon är till hjälp genom att absorbera den hårdare delen av solens ultravioletta strålning , men på marknivå skadar den material och vegetation. Det irriterar halsen, lungorna och ögonen, och ansträngande träning eller arbete kan bli smärtsamt. Dessutom förstärks kväveoxidens effektivitet som växthusgas genom dess längre livslängd än koldioxid , metan och CFC.
I huvudsak bestäms den hastighet med vilken låg nivå ozon bildas av kolväten, medan tillgängligheten av kväveoxider påverkar mängden den producerar. Vid denna punkt tar miljödebatten en överraskande vändning eftersom enskilda industrier tenderar att skylla varandras utsläpp som en sannolik orsak.
Bästa tillgängliga styrteknologi (BACT)
Det är väl etablerat att konventionella " blå flamma " eller bunsen gasbrännare producerar kväveoxider i halter av 30-50 nanogram per joule och anses som sådan inte ha potential för NOx-reduktion. Ytförbränningsbrännare eller strålningsbrännare ger i jämförelse kväveoxidnivåer 60-70% mindre. Därför John Joyce forskning kring låga NO x brännare kretsade främst kring ytan förbränningstekniker. En annan fråga var de effekt förbränningstemperaturerna har på bildningen av NO x .
John Joyces uppgift blev ännu mer utmanande när han bestämde sig för att inte rikta sin utveckling mot ytförbränningsplattor av strålande typ. Användningen av strålningsvärme för de flesta institutionella ändamål (annat än punktuppvärmning) anses opraktiskt eftersom det är för varmt nära värmaren, medan förlusten av strålningsvärme över ett avstånd som ska nås är ganska dramatisk.
Undersökningar av många utvecklingar av andra typer av "low NOx" -brännare visade att hittills var sådana brännare antingen för komplexa i konstruktion eller drift, för dyra eller olämpliga. John Joyces plan var att använda ståltätning med hög temperatur och fortsatte att producera massor av prototypbrännare tills en visade "potential".
Den vetenskapliga innovativa karaktären hos John Joyces LO-NO x- teknologier bekräftas genom fullt patentskydd i Australien , USA , Storbritannien , Japan , Italien och Frankrike .
1993 fick John Joyce en australisk designpris och Powerhouse Museum Selection-status för sitt "SLE" -värmareutbud, som innehåller LO-NO x- brännare.
Den australiensiska akademin för design valde ut SLE- utloppsgasvärmare som ska visas i Design Showcase under "Innovation by Design" -konferensen i oktober 1994
I USA har John Joyces LO-NO x- värmare för vattenvärmare genomgått en serie uttömmande tester för att bevisa att dessa speciella brännare inte fungerar som en antändningskälla i närvaro av brandfarliga ångor, till följd av oavsiktligt bränsleutsläpp. Det har också gjorts omfattande tester för att verifiera dess minskning av NO 2 .
Energieffektivitet
Mer påtagliga kostnadsbesparingar är definierade vid jämförelse av energieffektiviteten av gasvärmare med låga NO x -utsläpp med konventionella flued typer. Gasvärmare med utsläppsproblem fluids och förlorar i sig väsentliga energier i form av heta rökgaser till atmosfären. Dessutom försämras valet av placering av flytande värmare kraftigt på grund av begränsningar av rökgasinstallationen.
Däremot kräver inte dedikerade gasutvärmare ett rökgassystem. Vidare, med införandet av syreutarmningssensorer och termostatregleringar, sätter de inte kritiskt beroende av ventilation som hade varit fallet. Dessa värmare kan placeras mer bekvämt och centraliseras för att påverka optimal varmluftsfördelning. Per definition unflued låg NO x gasvärmare är 100% effektiv eftersom all värmeenergi som frigöres från flamman omvandlas till användbar värme.
Tillämpningar av teknik
- Gaseldade eldade gasvärmare
- Gaseldade gasvärmare
- Gaseldade vattenvärmare