Выгоды очистки дымоходного газа

С очисткой дымоходного газа HP может использоваться без проблем в течение года для поставок CO2, он даже поставляет дополнительный CO2. С котлом большинство энергии в природном газе конвертировано в тепло. В зависимости от котла и использования конденсатора продукция между 90 и на 105 % нижней величины. Продукция тепла от HP – между 50 и 55 %.

Больше природного газа, чем с котлом необходимо, чтобы произвести такое же количество тепла с HP. Из-за увеличенного потребления газа больше CO2 доступно для дозирования после очистки дымоходных газов.

Таблица 23 показывает эффект на потребление газа и CO2 с HP с термической производительностью 500 kW на гектар для различных культур. Колонка 1 показывает дополнительное потребление газа относительно нагревания с котлом, если HP всегда работает с теплотребованием. Колонка 2 показывает, сколько используется в течение дня.

Не весь дополнительный CO2 выпускается после того, как очистка дымоходного газа требуется для дозирования CO2. Зимой требование на CO2 низко, и достаточно CO2 доступно так или иначе, потому что котел работает с целью обогрева. Колонки 3 и 4 указывают, сколько м³ газа может использоваться

для дозирования CO2; колонка 3 не базируется на теплобуфере и колонка 4 – на 100 м³ на га теплобуфера.

В колонках 5 и 6 количество дополнительного природного газа, который может использоваться для дозирования, конвертировано в дополнительный кг CO2. HP используют больше газа для заполнения теплобуфер. В результате больше CO2 доступно с HP с теплобуфером, чем когда происходит заполнение котлом.

Таблица 23. Дополнительное потребление газа (м/м в год) и дополнительное производство CO2 (кг CO2/м²/год) при использовании 500 kW/га систем HP как основная система нагрева, добавленная с теплом CH котлом, по сравнению с тем же производством тепла CH котлом. Вычисления базируются на ситуации без, и ситуация с 100 м/га теплобуфера.

Главная цель очистки дымоходного газа состоит в том, чтобы заменить CO2, выпущенный без использования HP в течение производства тепла котлом. HP использует больше газа сверх этого количества, и поэтому доступно больше CO2. Чтобы вычислять приемлемые максимальные дополнительные затраты в год, необходимо вычислить, может ли и как такое же количество дополнительного CO2 быть получено. Это дополнительное количество CO2 может быть произведено котлом, в комбинации с использованием теплобуфера, если необходимо, или используя чистый CO2. Дополнительные ежегодные затраты самого дешевого способа получить это количество CO2 – максимальное приемлемое количество, которое будет потрачено на очистку дымоходного газа. Дымоходный газ CO2 стоит так же на кг, как один м³ природного газа, разделенного на 1.8. С ценой на газ 25 ct это составляет 13.9 ct на кг, тогда как чистый CO2 – между 20 и 30 ct на кг (уровень цены 1997). Это делает дымоходный газ CO2 самым дешевым выбором.

Чтобы вычислять диапазон расхода очистки дымоходного газа дополнительно произведенный CO2 доступен при 13.9 ct. Таблица 24 показывает максимальные ежегодные затраты для различных культур. Они рассчитаны для предприятий без теплобуфера, и с 100 м³ на гектар теплобуфера. Увеличение в производстве от дополнительного CO2 не принято во внимание в вычислении максимальной ежегодной стоимости очистки дымоходного газа. Это потому, что это увеличение в производстве достигнуто со всеми другими дополнительными методами поставки CO2 так, чтобы это не было включено в сравнение.

Заключения

• 
  Диапазон расхода для очистки дымоходного газа зависит от теплотребования летом. Чем выше теплотребование и объединенное потребление газа летом, тем выше диапазон расхода.
  
• 
  Использование теплобуфера приводит к более широкому диапазону расхода в течение ночи из-за использование теплотребования.
  
• 
  В среднем Dfl. 15 000 на гектар может быть потрачен на очистку дымоходного газа в год без теплобуфера и Dfl. 23 500 с теплобуфером. Это должно заплатить за связанные инвестиции и эксплуатационные расходы.
  

Предприятия тепличного садоводства потребляют в среднем 45 м³/м² природного газа в год, чтобы отопить их теплицы. Это производит больше, чем 80 кг CO2 на м². Производство CO2 не совпадает с требованием CO2. Часто возникает вопрос, возможно ли хранить избыток CO2 в течение зимы для использования позже, когда есть нехватка CO2. Эта секция вычисляет, сколько CO2 должно быть сохранено для поддержания минимальной концентрации 340, 400 или 450 ppm в течение года. Это сопровождается вычислением стоимости хранения максимального CO2 в год.

Доступное количество CO2 зависит полностью от теплотребования урожая. Чем выше потребление газа, тем выше количество доступного CO2. С овощными плодами между 80 и 110 кг CO2 на м² доступно в год. С декоративными культурами это – между 50 и 90 кг на м² в общем в год. 25 – 50 % этого CO2 выпускается в течение дня. Приблизительно 75 % CO2 доступно в течение зимы, и остальное – между маем и сентябрем.

Количество CO2, который может быть сохранен, зависит от минимального содержания используемого CO2. Если используется содержание CO2 минимум 340 ppm, среднее 58 кг CO2 на м² в год не используется и поэтому доступно для хранения. С 400 ppm 52 кг CO2 на м² в год откладываются, а с 450 ppm – только 50 кг CO2 на м² в год.

Больше CO2 доступно с культурами с высоким теплотребованием, и содержание CO2 выше, чем с культурами с низким теплотребованием. С низким температурным требованием содержание CO2 часто ниже 340 ppm, и требуется больше дополнительного CO2. Если с теплотребованием в течение дня весь доступный CO2 дозируется к максимуму 1,000 ppm, и с недостаточным теплотребованием – к минимум 340 ppm, среднее число 28 кг CO2 на м² в год будет дозироваться. Чтобы поддерживать минимальное содержание CO2 400 ppm, требуется среднее число 44 кг CO2 на м² в год, для 450 ppm количество является 58 кг CO2 на м². Требование CO2 не всегда совпадает с производством тепла и CO2, так что требуется дополнительное дозирование.

Количество дополнительного CO2, требуемого для поддержания минимального CO2 содержание 340, 400 или 450 ppm в течение дня, также зависит от количества CO2, доступного в течение нагревания и количества, выходящего через вентиляцию. Чем выше потребление газа с целью обогрева, тем выше доступное количество CO2 и ниже потребность в дополнительном CO2. Это применяется в особенности в течение лета. Таблица 25 показывает требование для дополнительного CO2 для различных культур с тремя минимальными уровнями содержания CO2. Чтобы поддерживать минимум 340 ppm в течение года, требуются приблизительно 4 из вышеупомянутых 28 кг на м² дополнительного CO2, для 400 ppm в среднем требуется 20 из 44 кг дополнительного CO2. При 450 ppm требуется 34 из 58 кг дополнительного CO2. С культурами с низким теплотребованием, такими как летние цветы и многие горшечные растения, это количество CO2 не доступно от дымоходных газов на ежегодном основании.

Таблица 25. Количество дополнительного CO2, требуемого каждый год для поддержания минимального уровня CO2 сверх количества CO2, сделано доступным посредством обогрева в течение дня. Если ниже чем требование, доступное количество показывают в скобках. Единица: кг CO2/м² в год.
Способность хранения

Бак хранения необходим для хранения CO2 в течение года. Размер бака определен

Таблица 26. Требуемая способность хранения для отделения CO2 от нагревающихся дымоходных газов для CO2, поставляемых в течение дня 340, 400 и 450 ppm как минимальное содержание CO2.

Единица: тонны CO2/га


Расходный диапазон

Цель хранения CO2 от дымоходных газов состоит в том, чтобы хранить доступный CO2 для использования, когда недостаточный CO2 доступен, чтобы поддержать желательное содержание CO2. Кроме того, дополнительный дымоходный газ CO2 может быть произведен, или чистый CO2 дозируется, когда доступен недостаточный CO2. Ежегодная стоимость хранения дымоходного газа не должна превышать самую дешевую альтернативу. С текущими коэффициентами цен между чистым и дымоходным газом CO2 производство дополнительного CO2 при использовании котла – самый дешевый выбор. Диапазон расхода рассчитан, умножая требуемый или, если это – меньше, доступное количество CO2 ценой дымоходного газа CO2, то есть 13.9 ct на кг. Таблица 27 включает максимальные ежегодные затраты, рассчитанные на основе этого метода, для различных культур и содержания CO2. За инвестиции и эксплуатационные расходы платят от этих количеств.

Максимальный приемлемый диапазон расхода, чтобы поддержать минимальное содержание CO2 340 ppm – Dfl. 5,000 на гектар в год для овощей и Dfl. 6,333 для цветов. Чтобы поддерживать минимум 400 ppm требуется между Dfl. 25,000 и Dfl. 30,000 на гектар в год, поддерживать 450 ppm это только выше Dfl. 46,000 на гектар в год. Если ежегодный процент, обесценивание, обслуживание, страхование и эксплуатационные расходы находятся на среднем 20 % инвестиционного количества, приблизительно Dfl. 28,000, 137,500 и 230,000 соответственно может быть потрачено на хранение и возможное разделение CO2 от дымоходного газа.





Таблица 27. Диапазон расхода для отделения и хранения CО2 дымоходного газы от природного газа запустил CH котлы на основе 1.8 кг CO2 в m3 природный газ и цену на природный газ 25 ct/m3. Единица: Dfl./ha





СО2 на м² природного газа, и цена природного газа 25 ct/м³. Единица: Dfl./га

Заключения

• 
  Когда теплицы отапливаются горелками природного газа, обычно выпускается достаточный CO2 для поддержки минимального содержания между 350 и 450 ppm. Однако требование на CO2 часто не совпадает с производством CO2 и поэтому большие количества CO2 не используются.
  
• 
  С большинством культур хранение неиспользованного CO2 для использования время от времени недостаточного CO2, возможно поддерживать минимальное содержание между 350 и 450 ppm.
  
• 
  Максимальная ежегодная стоимость для того, чтобы отделяться и хранить CO2 от дымоходных газов зависит от желаемого содержания CO2 и количества CO2, который должен быть сохранен.
  
• 
  Максимальные приемлемые ежегодные затраты изменяются между средним числом Dfl. 5,500 на га для поддержания минимального содержания CO2 340 ppm и Dfl. 46,000 с минимальным 450 ppm.
  
• 
  Это требует среднего числа 7 тонн способности хранения CO2 на га в 340 ppm и больше, чем 200 тонн в 450 ppm. Способность хранения для дымоходного газа – 70 и 2000 тонн соответственно.
  

В дополнение к индивидуально установленным системам мощности тепла (МТ), увеличивающееся количество областей используют "региональное тепло", тепло, снабженное внешним поставщиком. Оно обычно производится теплом во время производства электричества. Типичные примеры включают Plukmadesepolder с теплом от Amer электростанции, B-треугольник с теплом и CO2 от ROCA электростанции и двух электростанций на 50 мегаватт в Erica и Klazinaveen, которые поставляют тепло к отдаленной области. Использование регионального тепла для обогрева теплицы вносит вклад в улучшенное топливное использование для производства электричества. Региональное тепло дешевле, чем тепло, произведенное индивидуально предприятиями. Если CO2 не поставляется в то же самое время, использование регионального тепла может иметь недостатки. Так как не все тепло произведено локально предприятием, CO2, который был бы в противном случае выпущен во время нагревания с котлом, не доступен. Содержание CO2 в теплице становится ниже, чем это было бы, если бы региональное тепло не использовалось. Это также имеет воздействие на производство.

Эта секция описывает последствия для поставки CO2, если обогрев идет от регионального тепла, добавленного теплом от локального котла, и CO2 не подается вместе с региональным теплом.
Доля потребления газа для дозирования CO2

Большинство предприятий используют дымоходные газы от котла для дозирования CO2. Без теплохранения они – только дымоходные газы, выпущенные при нагревании в течение дня. С теплохранением это может быть добавлено дополнительным дымоходным газом CO2, тепло от которого используется в течение ночи после хранения. Как показано в секции 5.4 на МТ, достаточный CO2 доступен в течение зимы. Между неделями 48 и 8 меньше, чем половина количества газа, требуемого для обогрева в течение дня, необходима, чтобы выполнять требование CO2. CO2 не нужен для обогрева в течение ночи. Между неделями 13 и 40 весь CO2, выпущенный при обогреве теплицы в течение дня, используется для дозирования. С 100 м³ на га теплобуфера большинство CO2, выпущенного в течение дня, используется в течение того же периода. Запасенное тепло используется в течение ночи.

Таблица 28 показывает, сколько CO2 сделано доступным каждый год в результате сгорания природного газа, чтобы нагреть теплицу для различных культур. Колонки 2 и 3 показывают долю, сделанную доступной в течение дня и ночью соответственно. Колонки 5, 6 и 7 указывают, сколько CO2 дозируется, если максимум 1000 ppm и минимума 340, 400 и 450 ppm соответственно поддержаны.
Доля тепла от регионального тепла

Цифра 18 показывает, какая доля требования обогрева того же урожая томата снабжена региональным теплом, если это действует как первичный источник тепла. Региональное тепло рассчитано с тепловой способностью 500 кВатт на га. Тепловая способность подобна этому, что у котла 430,000 килокалорий в час. Региональное тепло не снабжает достаточное тепло между неделями 42 и 14, поэтому котел должен обеспечить дополнительное тепло. В остальную часть года региональное тепло поставляет больше тепла, чем необходимо. Это означает, что региональное тепло частично, или даже полностью не используется в течение определенных периодов дня.

Как с мощностью тепла, региональное тепло может использоваться между неделями 48 и 8 без каких-либо проблем для поставки CO2. Около 8 недели региональное тепло начнет сталкиваться с производством CO2. Между неделями 13 и 41 все дымоходные газы используются для дозирования CO2. Тогда использование регионального тепла в течение дня уменьшит количество доступного CO2. Это имеет прямое воздействие на производство. Чтобы предотвратить этот эффект, когда используется региональное тепло, чистый CO2 должен дозироваться, или локальный котел должен использоваться одновременно для производства CO2. В последнем случае есть излишек тепла. Если излишек тепла сохранен в буфере, нет или меньше регионального тепла может использоваться в течение ночи. Если региональное тепло используется также в течение ночи, буфер не будет освобожден и не может быть снова наполнен на следующий день. В этом случае дополнительный CO2 не может быть произведен без устранения тепла.

С помидорами 19 кг CO2 на м² используются в течение лета без теплобуфера от дымоходных газов, выпущенных при нагревании теплицы с котлом и 30 кг CO2 с 100 м³ на га теплобуфера. При использовании регионального тепла количество CO2 должно быть добавлено, чтобы предотвратить потерю производства. Поэтому необходимо решить, продолжить ли использовать региональное тепло и дозировать достаточный дополнительный CO2, или использовать котел вместо регионального тепла в течение лета. Вышеупомянутые 19 и 30 кг CO2 касаются потребления газа 10 и 16 м³ соответственно. Если региональное тепло приобретает квалификацию 10%-ой скидки, и цена на газ – 20 ct, количество замены CO2 не должно стоить больше, чем 20 – 32 ct.

Фактически, контракт на поставку тепла третьими лицами без необходимых мер CO2 представляет шаг назад с точки зрения само обеспечения.

- Использование регионального тепла скоро конкурирует с CO2 производством через котел. С культурами томата это происходит между неделями 8 и 45 в течение дня.

респирация обмен CO2 и O2. Сахары окислены (respirated) с

поглощением O2 и выпуском CO2, и сохраненная энергия выпущена снова.
ассимиляция преобразование CO2 в сахары. Хранение энергии (от света) в сахары при поглощении CO2 и выпуске O2.

фотосинтез брутто фактическое закрепление легкой энергии в органических веществах (сахарах).

Избыток воздуха – дополнительный процент воздуха, требуемый выше теоретических 100 % для достижения полного сгорания.

Воздушный фактор (k) – установленные 100 % плюс воздушный излишек, разделенный на теоретически требуемое количество.

Пример: в теории 8.41 м³ воздуха требуется для полного сгорания 1 м³ природного газа.

Если горелка использует 9.25 м³, воздушный фактор (^): 9.25/8.41 = 1.1. В этом случае, воздушный излишек

(9.25-8.41)/8.41 = 10 %.

Верхняя ценность (в.ц). = Тепловая Ценность Брутто (ТЦБ)

Количество тепла, выпущенного во время полного сгорания количества сухого (естественного) газа с кислородом, если газы сгорания охлаждены к начальным величинам, и вода, произведенная в течение сгорания, находится в жидкой стадии после охлаждения (в.ц. для нашего природного газа: 35.17 MJ/м³, или 8400 килокалорий/м³).

Количество тепла, выпущенного во время полного сгорания количества сухого (естественного) газа с кислородом, если газы сгорания охлаждены к начальным величинам, и произведенная вода остается в газовой стадии (не сжатой), (н.ц. для нашего природного газа: 31.65 MJ/м³, или 7560 килокалорий/м³).

Разница между верхней и нижней ценностью – испаренное тепло воды, произведенной во время сгорания.
Литература

Руководство по отоплению для тепличного садоводства (издано: Nutsbedrijf Westland N.V. en Misset publishers bv)

PBG Доклад 47. Влияние CO2 на производство и качество горшечных растений и срезанных цветов. CO2 и проблемы теплицы. Доклад NRLO Номер 88/15, 1988

Энергия в тепличном садоводстве в Нидерландах: сектор и деловые разработки до 1997; N.J.A van der Velden; R. Bakkeren A.P. Verhaegh, Den Haag Октябрь 1998. LEI-DLO Периодические Доклады 39-96 63. страница

Технология Урожая Теплицы, Управление Энергией в Тепличном садоводстве. M. Dumont, HAS Den