Naukowcy pomagają zredukować emisję rtęci

Problematyka emisji rtęci do atmosfery była przedmiotem zainteresowania naszej spółki już w 2011 roku - mówi Mirosław Henc, kierownik biura badań rozwoju i nowych technologii, koordynator programu rtęciowego dla PGE GiEK SA.

To nie przypadek, bo jesteśmy w przededniu wejścia nowych unijnych przepisów (tzw. konkluzji BAT, z ang. best available technologies), które mają zaostrzyć normy emisji nie tylko pyłów, tlenków siarki czy tlenków azotu, ale również rtęci. Z projektów konkluzji BAT wynika, że normy środowiskowe dla elektrowni i elektrociepłowni, spalających węgiel kamienny i brunatny będą określały surowsze normy emisyjne.- Stąd z wyprzedzeniem zarząd przyjął do realizacji w 2011 r. "Program rtęciowy dla PGE GiEK SA", złożony z trzech pakietów. Pierwszy dotyczył określenia zawartości rtęci w węglach i innych spalanych paliwach. W ramach drugiego wykonano badania bilansowe rtęci w procesie spalania. Natomiast celem trzeciego będą próby usuwania rtęci poprzez dozowanie preparatów chemicznych - wyjaśnia Mirosław Henc.

Po zrealizowaniu dwóch pierwszych pakietów w 2012 r. okazało się, że nie na wszystkich instalacjach naszych elektrowni i elektrociepłowni konieczne jest stosowanie dodatkowych urządzeń, ograniczających emisję rtęci do atmosfery. Instalacje podzielono zatem na trzy grupy. - W pierwszej znalazły się takie, które nie wymagają żadnych projektów ograniczających emisje, w drugiej rozwiązania ograniczają się do optymalizacji stosowanych metod usuwania z gazów spalinowych pyłów, tlenków azotu, tlenków siarki, pod kątem zwiększenia skuteczności usuwania rtęci. W instalacjach trzeciej grupy konieczne będzie zastosowanie metod specjalnie przeznaczonych do usuwania rtęci z gazów spalinowych - tłumaczy Mirosław Henc. Za punkt wyjścia wzięte zostały przewidywane normy emisji rtęci do atmosfery z 2012 r.

Patent politechniki
Dla realizacji trzeciego pakietu "Programu rtęciowego" nawiązano współpracę z Politechniką Łódzką i w listopadzie 2013 r. zawarto umowę utworzenia konsorcjum, którego liderem została uczelnia. - Naukowcy z politechniki rozpoczęli badania, których celem było zwiększenie efektywności kompozytu sorbującego, kształtowania struktury przepływu spalin przez elementy sorbujące oraz zwiększenie żywotności sorbera. Dodatkowo, prowadzono badania elementów sorbujących w układzie odprowadzenia spalin bloku nr 7 w Elektrowni Bełchatów - wyjaśnia Mirosław Henc.

Dzięki przeprowadzonym badaniom potwierdziły się przyjęte założenia projektu. Kolejnym krokiem było opracowanie projektu technologicznego instalacji demonstracyjnej. - Ze względu na innowacyjny charakter zaproponowanego rozwiązania wszystkie działania były nie lada wyzwaniem - podkreśla dr hab. inż. Małgorzata Iwona Szynkowska, prof. PŁ z Wydziału Chemicznego Instytutu Chemii Ogólnej i Ekologicznej Politechniki Łódzkiej. Wynalazek naukowców z politechniki - nowy sorbent, zmieniający całkowicie sposób wychwytu rtęci, wymusił też zupełnie odmienne podejście do całej technologii, a w rezultacie do instalacji demonstratora, czyli kompletnego zestawu urządzeń, które w założonej skali wykażą skuteczność opracowanej technologii redukcji rtęci z procesów spalania węgla brunatnego bezpośrednio w elektrowni.

We wrześniu zakończono budowę demonstracyjnej instalacji. - Aby sobie wyobrazić jej ogrom można porównać budynek, w którym jest ona zamontowana, do czterokondygnacyjnego bloku mieszkalnego - opisuje prof. Krzysztof Jóźwik z Instytutu Maszyn Przepływowych Politechniki Łódzkiej. Aktualnie trwają próby i rozruch układu technologicznego. - Po jego zakończeniu przeprowadzone zostaną kompleksowe badania, których zadaniem jest potwierdzenie założeń przyjętych dla instalacji wychwytu rtęci, zaakceptowanych przez strony konsorcjum i Narodowe Centrum Badań i Rozwoju - mówi Mirosław Henc.

Sam proces badawczy jest dość skomplikowany i opiera się na wykorzystaniu zaawansowanych technologii analizy chemicznej, materiałowej, numerycznych metod mechaniki płynów i wielu innych, tłumaczą naukowcy z politechniki. - Należy pamiętać, że zawartość rtęci w spalinach jest niezwykle mała, co powoduje, że badania te wymagają wykorzystania bardzo zaawansowanych technik i wysokiej klasy aparatury badawczej - podkreśla prof. Szynkowska.

Efektem badań ma być opracowanie założeń dla zbudowania instalacji wychwytu rtęci z całego strumienia spalin bloku energetycznego w Elektrowni Bełchatów. - W przypadku zakończenia z wynikiem pozytywnym prac objętych projektem powstanie nowoczesna, oryginalna, unikatowa i innowacyjna technologia usuwania rtęci z gazów w procesie spalania w sektorze energetycznym, sprawdzona zarówno w warunkach laboratoryjnych, jak i w skali demonstracyjnej, wraz z wytycznymi do wdrożenia dla obiektu w pełnej skali technicznej - mówi Marek Ciapała, dyrektor Elektrowni Bełchatów. - Innowacyjność tej technologii, opartej m.in. na trzech zgłoszeniach patentowych, będzie dostrzegalna zarówno w skali krajowej, jak i globalnej - podkreśla dyrektor bełchatow-skiej elektrowni.

PGE GiEK SA, jako właściciel praw do nowych rozwiązań powstałych w trakcie realizacji projektu badawczego, będzie posiadać technologię redukcji emisji rtęci dla własnych obiektów spalania paliw oraz będzie mogła udzielać licencji innym przedsiębiorstwom branży energetycznej.

Badania trwają
Na razie prace i intensywne badania wciąż trwają. Całkowity koszt realizacji projektu, zakładanego na lata 2013-2015, wynosi ponad 22 mln zł, z czego koszty jego realizacji po stronie PGE GiEK SA wynoszą ok. 7,7 mln zł. - Niebagatelnym wsparciem dla całego projektu było jego dofinansowanie przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju w ramach Programu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka - podkreśla Mirosław Henc.

Uczestnicy projektu podzielili się zadaniami, bazując na regulaminie POIG. Obie strony dobrze oceniają też współpracę. - Z punktu widzenia pracowników uczelni musimy wyrazić nasze uznanie dla kolegów - współpracowników z PGE GiEK SA, którzy przyjmują nasze rozwiązania, darzą nas zaufaniem i wspomagają w całym procesie, jednocześnie realizując zadania dla nich przeznaczone w projekcie - podkreśla prof. Małgorzata Iwona Szynkowska. - Oczywiście, jest dużo dyskusji, czasami gorących, ale najważniejsze jest to, że prowadzą one do poszukiwania i znalezienia konstruktywnych rozwiązań oraz osiągnięcia wspólnego celu - podsumowuje.