Luftverschmutzung war schon immer ein ernstes Umweltproblem. Die Verbrennung von Brennstoffen, hauptsächlich in Kraftwerkskesseln, liefert den Großteil des Energiebedarfs der Erde. Trotz der Freisetzung von Nutzwärme zur Energieerzeugung entstehen unerwünschte Nebenprodukte aus dem Prozess, nämlich die Schornsteingase. Normalerweise liegen die unerwünschten Nebenprodukte, auch Schadstoffe genannt, entweder in gasförmiger oder partikelförmiger Form vor. Gasförmige Schadstoffe sind Schwefeldioxid, verschiedene Stickoxide ( NOx ) und Kohlenmonoxid. Feinstaub kann aus unverbrannten Kohlenwasserstoffen, Ruß und Partikeln bestehen. Schlechte Luftqualität wird auch in Bezug auf Schwefeldioxid, Stickoxide und Feinstaub gemessen.

Aus Sicht des Dampfkesselbetriebs ist die Luftreinhaltung in erster Linie durch die gesetzlichen Anforderungen motiviert, die durch Verordnungen und gesetzliche Vorschriften abgedeckt werden. Beispielsweise sind die zulässigen Grenzwerte für schwarzen Rauch Ringlemann- Diagramm Nr. 2 für feste Brennstoffe und Ringlemann- Diagramm Nr. 1 für andere Brennstoffkessel, während die Feinstaubkonzentration in der Rauchgasemission auf 0,4 g/Nm3 basierend auf dem isokinetischen Schornstein Heißwasserkessel Probenahme. Für die Emission von schwarzem Rauch beträgt der zulässige Zeitraum zur Überschreitung beider Standards gemäß den Verordnungen 5 Minuten in einer Stunde oder 15 Minuten in 24 Stunden.

Das meiste Schwefeldioxid wird aus Schwefel im Brennstoff gebildet, daher produziert fester Brennstoff, insbesondere Kohle, im Allgemeinen höhere Gehalte an Schwefeldioxid als Öl. Erdgas ergibt das niedrigste Niveau für vergleichbare Ofenbedingungen. Schwefeldioxid ist der schädlichste Luftschadstoff, der durch Kesselverbrennung entsteht, da es die Hauptquelle für sauren Regen ist. Die gesetzlich zulässige Umgebungskonzentration für Schwefeldioxid beträgt im Jahresmittel 0,03 ppm . Schwefeldioxid reagiert mit Feuchtigkeit in der Luft zu Schwefelsäure, die die Quelle des sauren Regens ist. Saurer Regen kann für Flora und Fauna äußerst schädlich sein. Saurer Regen wirkt sich durch die Versauerung von Seen und Flüssen auf das Leben im Wasser aus, schädigt die Ökosysteme, schadet den Menschen, indem er die Toxizität in der Luft erhöht, und behindert das Wachstum von Feldfrüchten und Vegetation, indem er die Toxizität im Boden erhöht. Saurer Regen zersetzt auch Baumaterialien und Farben. Schwefeldioxid verschlimmert Asthma, Husten, Bronchitis und Brusterkrankungen.

Es gibt zwei Hauptminderungsmaßnahmen zur Reduzierung von Schwefeldioxid in Rauchgasemissionen, nämlich die Reduzierung oder Entfernung vor der Verbrennung an der Quelle und die Reduzierung oder Entfernung aus dem Rauchgas nach der Verbrennung. Die Reduzierung vor der Verbrennung umfasst die Verwendung von schwefelarmem Brennstoff wie Erdgas, der den Schwefel auf nahezu Null reduzieren kann, und die Entschwefelung. Heutzutage verfügen viele Kraftwerke über Entschwefelungsanlagen oder De- SOx , um den Schwefel vor der Verbrennung aus der Kohle zu entfernen. De- SOx - Anlagen, auch bekannt als Scrubber, verwenden Kalkstein, um Schwefelgas zu absorbieren, wodurch der Schwefelgehalt der vorverbrannten Kohle um 80 % reduziert wird, was bei schwefelreicher Kohle von 1,78 % auf 0,4 % liegt. Der Post-Combustion-Ansatz umfasst eine Nass- oder Trockenwäsche, bei der Sorptionsmittel-Kalksteinschlamm mit Schwefeldioxid im Rauchgas in einem Reaktor in Kontakt gebracht wird, wodurch synthetischer Gips entsteht, der eine Komponente von Trockenbauwänden ist.

Obwohl Stickstoff in der Verbrennungsluft im Wesentlichen inert ist, verbindet er sich bei hoher Temperatur für einen begrenzten Zeitraum mit Sauerstoff, um NOx (verschiedene Stickoxide) zu bilden. Die zulässige Umgebungskonzentration für NOx beträgt 0,053 ppm im Jahresmittel. Stickoxid hilft bei der Bildung von saurem Regen, ist jedoch die Hauptquelle von photochemischem Smog. Es baut auch die Ozonschicht ab und kann zur globalen Erwärmung beitragen. Für die menschliche Gesundheit kann Stickoxid Husten, Halsschmerzen und Herz-Kreislauf-Erkrankungen verursachen.

Es gibt viele Arten von Steuerungen zur Minimierung von NOx , darunter die Anpassung des Luftüberschusses und des Flammenmusters im Ofen, gestufte Verbrennung zur Verzögerung der Verbrennung und Reduzierung des Wärmestroms, Rauchgasrückführung, Wiederverbrennung und die Verwendung von Brennern mit niedrigem NOx -Gehalt. Low -NOx- Brenner versuchen, sowohl die Spitzentemperaturen als auch die Zeit zu verringern, die Stickstoff bei höheren Temperaturen verbringt, wodurch die NOx- Emissionen um 50 % reduziert werden. Der durch Niedertemperaturverbrennung gekennzeichnete Wirbelschicht-Kohlekessel ist zu einer beliebten Lösung zur Verringerung der Schwefeldioxid- und NOx - Emission in die Atmosphäre geworden. Es verfügt auch über eine Entschwefelung im Ofen, da der als Bettmaterial verwendete Kalkstein mehr als 90 % des während des Verbrennungsprozesses freigesetzten Schwefels absorbieren kann.

Auch der unverbrannte Kraftstoff in Form von Ruß oder Kohlenstaub oder in Form von Kohlenmonoxid trägt zu erheblichen Schadstoffpotenzialen bei. Die unverbrannten Brennstoffprodukte sind bei Kohle und Schwerölen häufiger als bei Leichtöl und Erdgas. Die Kohlenmonoxidbildung ist abhängig von Temperatur und Luftüberschuss. Kraftstoffreiche Gemische erhöhen den Kohlenmonoxidgehalt aufgrund von unzureichendem Sauerstoff für eine vollständige Verbrennung. Daher ist die Regulierung des Luftüberschusses entscheidend, um eine schlechte Verbrennung und unverbrannten Kraftstoff zu verhindern. Normalerweise beträgt die zulässige Umgebungskonzentration für Kohlenmonoxid 9 ppm im Acht-Stunden-Durchschnitt. Kohlenmonoxid ist ein hochgiftiges Gas. Kohlenmonoxid, das von der Lunge aufgenommen wird, beeinträchtigt die körperlichen und geistigen Fähigkeiten, indem es die Sauerstoffaufnahme durch Hämoglobin reduziert, das das Nervensystem beeinflusst. Um die Umgebungsnorm für Feinstaub zu erreichen, werden Ruß und Kohlenstaub durch mechanische Mittel wie Filterschläuche, Nasswäscher und Multizyklone aus dem Abgas entfernt .