Page 12 - Air pollution and greenhouse gases from basic concepts to engineering applications for air emission control

Contents xi

7.8 Formation of Particulate Matter. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218
7.8.1 Ash-Forming Elements in Fuels. . . . . . . . . . . . . . . 219
7.8.2 Soot Particles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220
7.9 Fate of Trace Elements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 221
7.9.1 Trace Elements in Fuels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 221
7.9.2 Trace Elements in Flue Gases . . . . . . . . . . . . . . . . 222
7.9.3 Mercury . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223
7.10 Greenhouse Gases. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223
References and Further Readings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 224
8 Pre-combustion Air Emission Control . ... .. ... .. ... .. ... .. 227
8.1 Fuel Cleaning. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227
8.1.1 Coal Cleaning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227
8.1.2 Oil and Gas Refinery . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 229
8.2 Fuel Substitution. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 232
8.3 Thermochemical Conversion of Fuels . . . . . . . . . . . . . . . . . 233
8.3.1 Pyrolysis. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233
8.3.2 Gasification and Syngas Cleaning . . . . . . . . . . . . . 234
8.3.3 Combined Cycle Technologies. . . . . . . . . . . . . . . . 239
8.4 Biofuels. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 240
8.4.1 Solid Biofuels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 240
8.4.2 Biodiesel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243
8.4.3 Bioethanol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 245
8.4.4 Hydrothermal Conversion of Biomass
to Biofuels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 248
8.4.5 Biogas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 252
References and Further Readings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 253

9 In-combustion Air Emission Control .. ... .. ... .. ... .. ... .. 257
9.1 Stationary Combustion Devices. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 257
9.1.1 Pulverized Coal/Biomass Combustion. . . . . . . . . . . 257
9.1.2 Fluidized Bed Combustion . . . . . . . . . . . . . . . . . . 258
9.2 Internal Combustion Engines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261
9.2.1 Spark Ignition Engines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261
9.2.2 Diesel Engines. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 263
9.3 SO 2 Capture by Furnace Sorbent Injection . . . . . . . . . . . . . . 264
9.3.1 SO 2 Capture by FSI in Pulverized
Coal Combustion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 264
9.3.2 SO 2 Capture in Fluidized Bed Combustion . . . . . . . 267
9.4 In-combustion NO x Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 268
9.4.1 Air Staging . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 268
9.4.2 Fuel Staging . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 270
9.4.3 Flue Gas Recirculation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 271
9.4.4 Combined Low-NO x Technologies . . . . . . . . . . . . . 272