Partner: ORGREZ a.s.
Odvětví: energetika
Společnost ORGREZ poskytuje služby a realizuje dodávky v řadě specifických oborů elektroenergetiky a tepelné techniky, obecně v procesech přeměny energií paliv a výroby či distribuce elektřiny. Divize ekologických systémů se zabývá problematikou skleníkových plynů a technologiemi pro ochranu ovzduší, a to jak z hlediska technologií pro regulaci a snižování emisí znečišťujících látek, tak systémů pro sledování a hodnocení emisí znečišťujících látek, zejména CO2, NOX a popílku.
Úkolem Národního centra kompetence pro HPC (NCK) bylo zjistit, zda mohou být využity simulace pomocí výpočetní dynamiky tekutin (CFD) pro rychlý a účinný popis procesu selektivní katalytické redukce (SCR) a zda by mohly posloužit jako nástroj pro zprostředkování návrhu výpočetní aplikace pro návrh této technologie. Ta patří do skupiny denitrifikačních (DeNOx) technologií, které se využívají k dosažení potřebného snížení koncentrace oxidů dusíku (NO, NO2, N2O) ve spalinách energetických a dalších technologií na požadovanou úroveň danou platnými emisními limity konkrétních spalovacích zařízení. NCK při řešení tohoto projektu využilo dlouholetých odborných znalostí vědců z IT4Innovations národního superpočítačového centra.
Numerická simulace procesu SCR představuje komplexní popis daného termochemického děje, pro který je jednou z klíčových otázek definice vstupních a mezních podmínek. Jako zdroj zmíněných podmínek lze použít CFD simulaci spalovacího procesu a naměřená provozní data. Model SCR byl testován na geometrii kotle pro spalování uhlí a projektových údajích specifikovaných výrobcem katalyzátoru, přičemž byl vybrán kotel na spalování odpadu a palivem byl komunální odpad. Výsledkem CFD simulace byl numerický popis procesu snížení koncentrace NOX, dodatečné oxidace CO na CO2 a přeměny SO2 na SO3. V současné době je návrh SCR zařízení založen na zkušenostech a zjednodušených polo-empirických výpočtech. Použití numerického modelování a simulací však zefektivní, urychlí a hlavně rozšíří aplikační možnosti tohoto procesu, což umožní následnou optimalizaci navrženého řešení a díky vysoce-výkonnému počítání bude možno tyto simulace dokončit v relativně krátkém čase.
Vojtěch Vavřička, ředitel divize ekologických systémů společnosti ORGREZ
„Spolupráce s IT4Innovations potvrdila využitelnost metody CFD při návrhu a optimalizaci SCR technologie. Díky zrychlení procesu návrhu této technologie dochází k úspoře času i nákladů a navíc, optimalizovaný návrh SCR technologie vede k efektivnějšímu snížení emisí NOX, nebo prodloužení životnosti technologie, což má pozitivní dopad na životní prostředí.“