استراتژی‌های عملی کاهش NOx در کوره‌ها و مشعل‌های صنعتی ایران

اکسیدهای نیتروژن (NOx) یکی از مهم‌ترین آلاینده‌های ناشی از احتراق در دماهای بالای ۱۳۰۰ درجه سانتی‌گراد هستند و در ایران به دلیل استفاده گسترده از گاز طبیعی و تجهیزات قدیمی، مقدار آن در بسیاری از صنایع از حد مجاز بالاتر است. خوشبختانه روش‌های متعدد و اثبات‌شده‌ای برای کاهش NOx وجود دارد که می‌توان آن‌ها را به ترتیب هزینه و پیچیدگی دسته‌بندی کرد.

اولین و کم‌هزینه‌ترین اقدام، بهینه‌سازی نسبت هوا به سوخت است. کاهش هوای اضافی از ۴۰–۵۰ درصد به ۱۰–۱۵ درصد نه تنها مصرف سوخت را کاهش می‌دهد، بلکه با پایین آوردن دمای شعله، تشکیل NOx حرارتی را به‌طور چشمگیری کم می‌کند. این کار با نصب آنالایزرهای آنلاین اکسیژن و سیستم کنترل خودکار به راحتی قابل اجراست.

دومین روش، بازگرداندن گاز دود (FGR) است. با بازگرداندن ۱۰ تا ۲۵ درصد گاز دود خنک‌شده به ورودی مشعل، دمای شعله کاهش می‌یابد و تشکیل NOx تا ۶۰–۷۰ درصد کم می‌شود. این روش به‌ویژه در کوره‌های پتروشیمی و پالایشگاهی که فضای کافی برای کانال‌های FGR وجود دارد، بسیار مؤثر است.

سومین سطح، استفاده از مشعل‌های احتراق مرحله‌ای (staged-air یا staged-fuel) است. در این مشعل‌ها، بخشی از هوا یا سوخت با تأخیر تزریق می‌شود تا از تشکیل نقاط داغ جلوگیری شود. این فناوری بدون نیاز به تجهیزات اضافی، NOx را تا ۷۰–۸۰ درصد کاهش می‌دهد.

در مرحله پیشرفته، مشعل‌های کم-NOx و فوق کم-NOx با تزریق داخلی گاز دود یا فناوری‌های خاص (مانند SOLEX یا CPF) به کار گرفته می‌شوند که بدون سیستم پس‌پردازش، NOx را به کمتر از ۵۰ میلی‌گرم بر مترمکعب می‌رسانند. در نهایت، برای رسیدن به سطوح زیر ۳۰ میلی‌گرم، از سیستم‌های SCR یا SNCR استفاده می‌شود که هزینه سرمایه‌گذاری و عملیاتی بالایی دارند.

انتخاب بهترین استراتژی به نوع کوره، سوخت، محدودیت فضا و هدف نهایی آلایندگی بستگی دارد. در اکثر صنایع ایران، ترکیب بهینه‌سازی هوا، FGR و مشعل‌های مرحله‌ای بهترین نسبت هزینه به فایده را ارائه می‌دهد.