AN OPTIMIZATION MODEL FOR NOx AND SOx EMISSIONS REDUCTION IN POWER GENERATION

Abstract

يعتبر قطاع توليد الطاقة الكهربائية من أكبر المساهمين في تلوث الهواء. فهناك ملوثات مختلفة يمكن ان تنبعث من هذه المحطات ومن بين هذة الانبعاثات أكاسيد النيتروجين والكبريت و التي ستكون محور هذه الدراسة.في هذا البحث تمت صياغة نموذج رياضي أمثل ومكتوب بشكل عام .الهدف من هذا النموذج هوتحديد أفضل الحلولاثناء توليد الطاقة للحد من تراكيز الملوثات (أكاسيد النيتروجين و الكبريت) إلى التراكيز المستهدفةفي حين تلبية الطلب على الكهرباء بأقل تكلفة ممكنة.ولقد تم دراسة ثلاث طرق للحد من هذة الاكاسيد وهذه الطرق هي: التوازن بين الوقود, استبدال الوقود وتطبيق تكنولوجيا التحكم المختلفة. هذا النموذج الرياضي تم تطبيقةعلى دراستين لحالتين مأخوذة من محطات توليد الكهرباء في ولاية أونتاريو، كندا. هذهالحالتين تهتم بانبعاثات أكاسيد النيتروجين و الكبريت على التوالي.من أهم انبعاثات اكاسيد الكبريت التي يهتم بها هذا البحث هي انبعاثات ثاني أكسيد الكبريت.ومن خلال البحث في دراسة حالة أكاسيد النيتروجينوعندما طبقنا خياري (موازنة الوقود واستبدالة)، وجدنا أن استبدال الوقود هو أفضل خيار للحد من تراكيز أكاسيد النيتروجين من5 - 30 %.ولكن من خلال تطبيق كل خيارات ووسائلالحد من هذة الانبعاثات، أظهرت النتائج أن تطبيق تكنولوجيا التقليل الانتقائي الحفازSCR)) هو الخيار الأفضل للحد من هذةالانبعاثات. في حين نتائجدراسة الحالة الأخرى التي تأخذ بالاعتبار انبعاثات ثاني أكسيد الكبريت والتي تم فيها تطبيق خياري توازن الوقود واستبداله, أظهرت أن الخيار الأمثل للحد من هذة الأنبعاثات بنسب تتراوح من 5 – 75% هو استبدال الوقود .أما بالنسبة للحالة التي أخذنا فيها بنظر الاعتبار كل خيارات الحد من انبعاثات ثاني اكسيد الكبريت ، فقد بينت النتائج أن تطبيق تكنولوجيا ازالة الكبريت من غاز المداخن( (FGD هو الخيار الأمثل وأنه يمكن أن نحد من هذة الانبعاثات الى نسبة تصل الى85%. وقد أجرينا تحليل في كلتا الدراستين، وكانت النتيجة تشير إلى أن هذا التحليل لة أثر على التكلفة الإجمالية السنوية.