## B e s t A v a i l a b l e R e t r o f i t

T e c h n o l o g y ( B A R T ) A n a l y s i s

f o r

U n i t 1

N e b r a s k a C i t y S t a t i o n

N e b r a s k a C i t y , N e b r a s k a

F o r s u b m i t t a l t o :

N e b r a s k a D e p a r t m e n t o f E n v i r o n m e n t a l Q u a l i t y

A i r Q u a l i t y P e r m i t t i n g S e c t i o n

S u i t e 4 0 0

, T h e A t r i u m

1 2 0 0 N S t r e e t

P

. O

. B o x 9 8 9 2 2

L i n c o l n

, N e b r a s k a 6 9 5 0 9

- 8 9 2 2

P r e p a r e d b y :

7 0 1 X e n i a A v e n u e S o u t h

, S u i t e 6 0 0

M i n n e a p o l i s

, M N 5 5 4 1 6

A t t e n t i o n : E d L i e b s c h

E d

. L i e b s c h @ h d r i n c

. c o m

( 7 6 3 ) 5 9 1

- 5 4 5 2

A u g u s t 2 0 0 7B A R T A n a l y s i s i A u g u s t 2 0 0 7

N e b r a s k a C i t y S t a t i o n U n i t 1 

## E X E C U T I V E S U M M A R Y

T h i s r e p o r t a n d t h e a c c o m p a n y i n g a i r e m i s s i o n c o n s t r u c t i o n p e r m i t a p p l i c a t i o n w e r e

p r e p a r e d f o r O m a h a P u b l i c P o w e r D i s t r i c t ( O P P D )

, N e b r a s k a C i t y S t a t i o n

, U n i t 1 ( N C 1 )

,

a c c o r d i n g t o t h e E n v i r o n m e n t a l P r o t e c t i o n A g e n c y ’ s ( E P A ’ s ) R e g i o n a l H a z e r e g u l a t i o n s u n d e r 4 0

C F R 5 1

, A p p e n d i x Y

. T h e s e r e g u l a t i o n s p r o v i d e g u i d a n c e o n d e t e r m i n i n g w h e t h e r f a c i l i t i e s n e e d

t o i n s t a l l B e s t A v a i l a b l e R e t r o f i t T e c h n o l o g y ( B A R T ) e m i s s i o n s c o n t r o l s t o i m p r o v e e x i s t i n g

v i s i b i l i t y i m

p a i r m e n t i n c e r t a i n a r e a s o f t h e n a t i o n

. T h i s r e p o r t i s b e i n g s u b m i t t e d t o t h e

N e b r a s k a D e p a r t m e n t o f E n v i r o n m e n t a l Q u a l i t y ( N D E Q )

, i n a c c o r d a n c e w i t h B A R T

r e q u i r e m e n t s

.

T h e a n a l y s i s p r o v i d e d b y t h i s r e p o r t i s r e q u i r e d b e c a u s e d i s p e r s i o n m o d e l i n g o f v i s i b i l i t y

i m p a c t s i n c e r t a i n N a t i o n a l P a r k s

, W i l d e r n e s s A r e a s

, a n d / o r W i l d l i f e R e f u g e s

, d e s i g n a t e d a s

C l a s s I a r e a s

, i n d i c a t e s t h a t t h e v i s i b i l i t y i m p a c t s o f N C 1 w o u l d p o t e n t i a l l y e x c e e d t h e e s t a b l i s h e d

e x e m p t i o n t h r e s h o l d o f 0

. 5 d e c i v i e w s ( d V ) o n a 9 8 t h p e r c e n t i l e b a s i s a t o n e o r m o r e C l a s s I a r e a s

( H D R 2 0 0 6 )

. I n l i g h t o f t h i s a n a l y s i s

, O P P D h a s p r e p a r e d f o r N C 1 t h e f

o l l o w i n g B A R T a n a l y s i s

t o d e t e r m i n e w h e t h e r B A R T e m i s s i o n s c o n t r o l s s h o u l d b e i n s t a l l e d

, a n d i f s o

, w h a t e m i s s i o n s

l e v e l s s h o u l d b e m e t a f

t e r i n s t a l l a t i o n o f e m i s s i o n s c o n t r o l s

. T h e B A R T e m i s s i o n l e v e l s s e l e c t e d

f o r N C 1 a r e b a s e d o n E P A ’ s f

i v e

- p a r t a n a l y s i s t h a t i n c l u d e s a n e v a l u a t i o n o f t h e i n c r e m e n t a l

v i s i b i l i t y i m

p r o v e m e n t p o t e n t i a l l y a c h i e v a b l e u n d e r e a c h o f t h e i d e n t i f i e d B A R T c o n t

r o l

a l t e r n a t i v e s

.

T h i s r e p o r t c o n c l u d e s t h a t B A R T f o r N C 1 s h o u l d b e t h e i n s t a l l a t i o n a n d o p t i m i z a t i o n o f

m o d e r n L o w N i t r o g e n O x i d e ( L o w

- N O

x ) c o m b u s t i o n c o n t

r o l t e c h n o l o g y a s n e c e s s a r y t o m e e t a

N O

x e m i s s i o n l i m i t o f 0

. 2 3 l b / M M B t u

, o n a 3 0

- d a y r o l l i n g a v e r a g e b a s i s

.

T h i s s t u d y e v a l u a t e d t h e e c o n o m i c i m p a c t s a n d v i s i b i l i t y b e n e f i t s o f i n s t a l l i n g s u l f

u r

d i o x i d e ( S O 2 ) e m i s s i o n c o n t r o l s t o m e e t t h e E P A ’ s p r e s u m p t i v e B A R T l i m i t o f 0

. 1 5 l b / M M B t u

.

T h e p r e s u m

p t i v e l i m i t s a p p l y t o p l a n t s w i t h o v e r 7 5 0 M W o f a f f e c t e d c a p a c i t y

. W h i l e t h e

p r e s u m p t i v e l i m i t s a

r e t h e r e f o r e n o t a p p l i c a b l e t o N C 1

, E P A h a s s t a t e d t h a t m a n y u n i t s a t

f a c i l i t i e s b e l o w t h e p r e s u m p t i v e l i m i t t h r e s h o l d o f 7 5 0 M W m a y b e a b l e t o m e e t t h e p r e s u m p t i v e

l i m i t s

. O P P D c o u l d

, f

r o m a t e c h n i c a l l y f

e a s i b i l i t y s t a n d p o i n t

, i n s t a l l r e t r o f i t t e c h n o l o g y o n N C 1

t o m e e t a n e m i s s i o n r a t e o f 0

. 1 5 l b / M M B t u

. H o w e v e r

, g i v e n t h e v e r y h i g h e s t i m a t e d e x p e n d i t u r e

p e r u n i t o f m o d e l e d v i s i b i l i t y i m p r o v e m e n t ( $ / y e a r

/ d e c i v i e w

, o r $ / y r

/ d V )

, i t i s n o t r e a s o n a b l e t o

i n s t a l l s u c h c o n t

r o l s

. T h e c o s t

/ b e n e f i t r a t i o f o r m e e t i n g t h e p r e s u m

p t i v e S O 2 l i m i t f

o r N C 1 i s

e s t i m a t e d a t a p p r o x i m a t e l y $ 9 0 m i l l i o n / y r / d V

, w h i c h i s a n o r d e r o f m a g n i t u d e g r e a t e r

e x p e n d i t u r e p e r d V t h a n o t h e r f a c i l i t i e s a r e p r o p o s i n g t o s p e n d f o r B A R T c o n t r o l s

. T h u s

, t h i s

a n a l y s i s d e m o n s t

r a t e s t h a t S O 2 c o n t r o l s a r e n o t j u s t i f i e d f o r N C 1

.B A R T A n a l y s i s i i A u g u s t 2 0 0 7

N e b r a s k a C i t y S t a t i o n U n i t 1 F o r p a r t i c u l a t e m a t t e r ( P M )

, O P P D p r o p o s e s t o r e t a i n t h e c u r r e n t o p a c i t y a n d p a r t i c u l a t e

m a t t e r l i m i t s a

p p l i c a b l e t o N C 1

. M o d e l i n g a t c u r r e n t t e s t e d a c t u a l e m i s s i o n r a t e s s h o w e d

n e g l i g i b l e i m

p a c t s o f d i r e c t P M e m i s s i o n s o n C l a s s I a r e a s

, a n d t h e e x i s t i n g E S P a l r e a d y p r o v i d e s

e x c e l l e n t P M c o n t r o l

.

U p o n E P A a p p r o v a l o f t h e N D E Q ’ s p r o p o s e d S t a t e I m p l e m e n t a t i o n P l a n ( S I P )

s u b m i s s i o n f

o r B A R T p u r p o s e s

, c u r

r e n t l y d u e t o E P A i n D e c e m b e r 2 0 0 7

, O P P D w o u l d h a v e f i v e

y e a r s a f t e r t h e d a t e o f E P A S I P a p p r o v a l t o c o m p l e t e t h e i n s t a l l a t i o n a n d o p e r a t i o n o f e m i s s i o n

c o n t r o l s t o m e e t t h e e s t a b l i s h e d B A R T e m i s s i o n s l e v e l s

.B A R T A n a l y s i s i i i A u g u s t 2 0 0 7

N e b r a s k a C i t y S t a t i o n U n i t 1 

## T a b l e o f C o n t e n t s

C H A P T E R 1

. 0

- I N T R O D U C T I O N

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1

1

. 1 O v e r v i e w

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1

1

. 2 S o u r c e D e s c r i p t i o n

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2

1

. 3 B A R T A n a l y s i s M e t h o d o l o g y

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2

1

. 4 A n a l y s i s O r g a n i z a t i o n

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

C H A P T E R 2

. 0

– B A R T A N A L Y S I S

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

2

. 1 O v e r v i e w

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

2

. 1

. 1 N C 1 P o w e r G e n e r a t i o n P r o c e s s

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

2

. 1

. 2 A p p l i c a b l e P o l l u t a n t s

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

2

. 1

. 3 P r o

j e c t E c o n o m i c E v a l u a t i o n C r i t e r i a

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

2

. 2 B A R T f

o r S u l f u r D i o x i d e ( S O 2 

### )

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

2

. 2

. 1 I d e n t i f

i c a t i o n o f S O 2 C o n t r o l T e c h n o l o g i e s

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

2

. 2

. 2 S O 2 

### C o n t r o l T e c h n o l o g y E f f e c t i v e n e s s

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 2

2

. 2

. 3 E v a l u a t i o n o f I m p a c t s

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 3

2

. 3 B A R T f

o r N i t r o g e n O x i d e s ( N O x )

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 4

2

. 3

. 1 I d e n t i f

i c a t i o n o f N O x C o n t r o l T e c h n o l o g i e s

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 5

2

. 3

. 2 N O x C o n t r o l T e c h n o l o g y E f f e c t i v e n e s s

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 9

2

. 3

. 3 E v a l u a t i o n o f I m p a c t s

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 9

2

. 4 B A R T f

o r P a r t i c u l a t e M a t t e r ( P M )

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 2

2

. 5 V i s i b i l i t y I m p a c t s A n a l y s i s

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 3

C H A P T E R 3

. 0

– P R O P O S E D B A R T S E L E C T I O N

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 6

3

. 1 I n c r e m e n t a l V i s i b i l i t y I m p r o v e m e n t C o m p a r i s o n

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 6

3

. 2 P r o p o s e d B A R T

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 7



## L i s t o f T a b l e s

T a b l e 1 E c o n o m i c C r i t e r i a

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

T a b l e 2 S O 2 

### C o n t r o l T e c h n o l o g y E f f e c t i v e n e s s

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 2

T a b l e 3 S O 2 

### C o s t o f C o m p l i a n c e

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 3

T a b l e 4 N O

x 

### C o n t r o l T e c h n o l o g y E f f e c t i v e n e s s

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 9

T a b l e 5 N O

x 

### C o s t o f C o m p l i a n c e

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 0

T a b l e 6 A n a l y z e d E m i s s i o n S c e n a r i o s f o r N C 1

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 4

T a b l e 7 M o d e l e d S t a c k P a r a m e t e r s f o r N C 1

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 4

T a b l e 8 V i s i b i l i t y M o d e l i n g R e s u l t s f o r N C 1

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 5

T a b l e 9 I n c r e m e n t a l V i s i b i l i t y I m p r o v e m e n t C o s t C o m p a r i s o n

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 6

T a b l e 1 0 B A R T P r o p o s a l s

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 8



## L i s t o f F i g u r e s

F i g u r e 1 F u r n a c e T e m p e r a t u r e s

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 8

F i g u r e 2 L e a s t C o s t C u r v e

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 1



## L i s t o f A p p e n d i c e s

A p p e n d i x A

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . C o n t r o l E q u i p m e n t C o s t E s t i m a t e D a t a



### A p p e n d i x B

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . N D E Q P e r m i t A p p l i c a t i o n F o r m sB A R T A n a l y s i s 

### 1 A u g u s t 2 0 0 7

N e b r a s k a C i t y S t a t i o n U n i t 1



## C H A P T E R 1

. 0

- I N T R O D U C T I O N

1

. 1 O v e r v i e w

O n J u l y 6

, 2 0 0 5

, t h e E P A p u b l i s h e d f i n a l a m e n d m e n t s t o i t s 1 9 9 9 r e g i o n a l h a z e r u l e s i n

t h e F e d e r a l R e g i s t e r

, i n c l u d i n g 4 0 C F R 5 1

, A p p e n d i x Y

, t h u s f i n a l i z i n g g u i d a n c e f

o r B A R T

d e t e r m i n a t i o n s ( 7 0 F R 3 9 1 0 4

- 3 9 1 7 2 )

. 

### T h e r e g i o n a l h a z e r u l e s e s t a b l i s h g u i d e l i n e s t h a t

S t a t e s m a y f

o l l o w i n s e t t i n g B A R T e m i s s i o n s l i m i t s o n e m i s s i o n s o u r c e s t h a t a r e :

1 ) B A R T

- e l i g i b l e b a s e d o n t h e i r h a v i n g b e g u n o p e r a t i o n a f t e r A u g u s t 8

, 1 9 6 2

, a n d b e i n g “ i n

e x i s t e n c e ” b e f

o r e A u g u s t 8

, 1 9 7 7

, w h i c h i n c l u d e s s o u r c e s t h a t h a d r e c e i v e d a

c o n s t r u c t i o n p e r m i t b y t h e l a t t e r d a t e ; a n d

,

2 ) W h i c h “ m a y r e a s o n a b l y b e a n t i c i p a t e d t o c a u s e o r c o n t r i b u t e ” t o v i s i b i l i t y i m

p a i r m e n t i n

a n y C l a s s I a r e a

.

U n d e r t h e E P A ’ s B A R T g u i d e l i n e s

, a i r q u a l i t y m o d e l i n g i s u s e d t o d e t e r m i n e w h e t h e r a

g i v e n s o u r c e i s p o t e n t i a l l y c a u s i n g o r c o n t r i b u t i n g t o v i s i b i l i t y i m p a i r m e n t i n a n y C l a s s I a r e a

.

T h e C A L M E T / C A L P U F F m o d e l i n g s y s t e m i s a s y s t e m o f a i r q u a l i t y m o d e l i n g s o f t w a r e

,

r e c o m m e n d e d b y E P A 1

, w h i c h i s u s e d t o m a k e t h e a s s e s s m e n t s o f v i s i b i l i t y i m p a c t s f o r B A R T

s u b j e c t f a c i l i t i e s

. T h i s m o d e l i n g s y s t e m w a s a p p l i e d t o N C 1 u s i n g a p r o t o c o l a p p r o v e d b y t h e

N D E Q

. T h e r e s u l t s o f t h e C A L M E T / C A L P U F F m o d e l i n g a s s e s s m e n t i n d i c a t e t h a t t h e v i s i b i l i t y

i m p a c t s o f N C 1 w o u l d p o t e n t i a l l y e x c e e d t h e e s t a b l i s h e d t h r e s h o l d o f 0

. 5 d e c i v i e w s ( d V ) o n a

9 8 t h p e r c e n t i l e b a s i s a t o n e o r m o r e C l a s s I a r e a s ( H D R 2 0 0 6 )

. I n l i g h t o f t h i s a n a l y s i s

, O P P D h a s

p r e p a r e d f o r N C 1 t h e f

o l l o w i n g B A R T a n a l y s i s t o d e t e r m i n e w h e t h e r e m i s s i o n c o n t r o l s s h o u l d b e

i n s t a l l e d t o i m

p r o v e v i s i b i l i t y i n C l a s s I a r e a s

, a n d i f s o

, w h a t l e v e l s o f c o n t r o l s h o u l d b e a p p l i e d

t o e a c h u n i t

. T h e B A R T e m i s s i o n s l e v e l s s e l e c t e d f o r N C 1 a r e b a s e d o n E P A ’ s f i v e

- p a r t a n a l y s i s

t h a t i n c l u d e s a n e v a l u a t i o n o f t h e i n c r e m e n t a l v i s i b i l i t y i m p r o v e m e n t p o t e n t i a l l y a c h i e v a b l e u n d e r

e a c h o f t h e i d e n t i f

i e d B A R T c o n t

r o l a l t e r n a t i v e s

.

T h e f o l l o w i n g s e c t i o n s o f t h e r e p o r t c o m p r i s e t h e B A R T d e t e r m i n a t i o n a n a l y s i s f o r N C 1

f o l l o w i n g t h e a p p l i c a b l e E P A r e g u l a t o r y g u i d a n c e f o u n d i n A p p e n d i x Y o f 4 0 C F R 5 1

.

1 N o t a b l y

, t h e f

i n a l B A R T G u i d e l i n e s e x p r e s s l y i d e n t i f y a n d e n d o r s e C A L P U F F a s a n a p p r o p r i a t e

m o d e l i n g a p p l i c a t i o n

. S e e 7 0 F e d

. R e g

. a t 3 9

, 1 2 2 ( s t a t i n g t h a t “ C A L P U F F i s a n a p p r o p r i a t e a p p l i c a t i o n f o r

s t a t e s t o u s e f

o r t h e p a r t i c u l a r p u r p o s e o f t h i s r u l e

... [ a n d t h a t t h e E P A G u i d e l i n e s ] e n c o u r a g e s t a t e s t o u s e

i t f o r t h e s e p u r p o s e s ” )

.B A R T A n a l y s i s 

### 2 A u g u s t 2 0 0 7

N e b r a s k a C i t y S t a t i o n U n i t 1 

### 1

. 2 S o u r c e D e s c r i p t i o n

O w n e d a n d o p e r a t e d b y O m a h a P u b l i c P o w e r D i s t r i c t ( O P P D )

, N e b r a s k a C i t y S t a t i o n

( N C S ) i s l o c a t e d o n H i g h w a y 7 5 a p p r o x i m a t e l y 5 m i l e s t o t h e s o u t h e a s t o f t h e c i t y o f N e b r a s k a

C i t y

, O t o e C o u n t y

. N C S c u r r e n t l y c o n s i s t s o f o n e e x i s t i n g n o m i n a l 6 5 0 m e g a w a t t ( M W

, n e t )

c o a l

- f i r e d e l e c t r i c g e n e r a t i n g u n i t ( N C 1 ) a n d o n e r e c e n t l y p e r m i t t e d n o m i n a l 6 6 0 M W ( n e t ) c o a l

f i r e d e l e c t r i c g e n e r a t i n g u n i t ( N C 2 ) t h a t i s c u r r e n t l y u n d e r c o n s t r u c t i o n

. A n c i l l a r y e q u i p m e n t a t

N C S c o n s i s t s o f c o a l u n l o a d i n g f r o m r a i l c a r s

, c o a l s t o r a g e a n d h a n d l i n g

, a n d c o a l p r e p a r a t i o n

e q u i p m e n t

. T h e e x i s t i n g N C 1 u n i t b u r n s l o w

- s u l f u r s u b b i t u m i n o u s c o a l f

r o m t h e P o w d e r R i v e r

B a s i n ( P R B ) o f W y o m i n g a n d P R B c o a l w i l l a l s o b e u s e d a s f u e l f o r t h e n e w N C 2 u n i t

.

T h e N C 1 b o i l e r u t i l i z e s a n e l e c t r o s t a t i c p r e c i p i t a t o r ( E S P ) a s i t s e m i s s i o n s c o n t r o l d e v i c e

f o r P M a n d o v e r f

i r e a i r f o r n i t r o g e n o x i d e ( N O

x ) e m i s s i o n s c o n t r o l

. V a r i o u s e x i s t i n g c o a l a n d a s h

h a n d l i n g p r o c e s s e s a

r e c o n t r o l l e d u s i n g b a g f

i l t e r s

.



### 1

. 3 B A R T A n a l y s i s M e t h o d o l o g y

F e d e r a l r e g u l a t i o n s a t 4 0 C F R P a r t 5 1

. 3 0 1 d e f i n e B e s t A v a i l a b l e R e t

r o f i t T e c h n o l o g y

( B A R T ) a s :

“

... a n e m i s s i o n l i m i t a t i o n b a s e d o n t h e d e g r e e o f r e d u c t i o n a c h i e v a b l e t

h r o u g h t h e

a p p l i c a t i o n o

f t h e b e s t s y s t e m o

f c o n t i n u o u s e m i s s i o n r e d u c t i o n f o r e a c h p o l l u t a n t w h i c h

i s e m i t t e d b

y a n e x i s t i n g s t a t i o n a r

y f a c i l i t y

. T h e e m i s s i o n l i m i t a t i o n m u s t b e e s t a b l i s h e d

,

o n a c a s e

- b

y

- c a s e b a s i s

, t a k i n g i n t o c o n s i d e r a t i o n t h e t e c h n o l o g

y a v a i l a b l e

, t

h e c o s t s o f

c o m p l i a n c e

, t h e e n e r

g y a n d n o n a i r q u a l i t

y e n v i r o n m e n t a l i m

p a c t s o f c o m p l i a n c e

, a n y

p o l l u t i o n c o n t r o l e q u i

p m e n t i n u s e o r i n e x i s t e n c e a t t h e s o u r c e

, t h e r e m a i n i n g u s e

f u l l i f e

o f t h e s o u r c e

, a n d t h e d

e g r e e o f i m p r o v e m e n t i n v i s i b i l i t

y w h i c h m a y r e a s o n a b l

y b e

a n t i c i p a t e d t o r e s u l t f

r o m t h e u s e o f s u c h t e c h n o l o g y

. ”

I n s u m m a r y

, B A R T i s d e f i n e d a s a n e m i s s i o n l i m i t a t i o n e s t a b l i s h e d b a s e d o n t h e

m a x i m u m d e g r e e o f p o l l u t a n t r e d u c t i o n

, d e t e r m i n e d o n a c a s e

- b y

- c a s e b a s i s

, c o n s i d e r i n g

t e c h n i c a l

, e c o n o m i c

, e n e r g y

, a n d e n v i r o n m e n t a l f a c t o r s

, r e m a i n i n g u s e f

u l l i f e

, a n d d e g r e e o f

v i s i b i l i t y i m

p r o v e m e n t r e s u l t i n g f

r o m t h e e m i s s i o n s r e d u c t i o n s

.

O n J u l y 6

, 2 0 0 5 t h e E P A i s s u e d g u i d e l i n e s f o r c o n d u c t i n g a B A R T d e t e r m i n a t i o n

, w h i c h

a r e c o n t a i n e d i n A p p e n d i x Y t o 4 0 C F R P a r t 5 1

. T h e f

i r s t s t e p i n d e t e r m i n i n g t h e a p p r o p r i a t e

l e v e l o f c o n t r o l i s t o i d e n t i f y a l l a v a i l a b l e r e t

r o f i t t e c h n o l o g i e s f

o r e a c h p o l l u t a n t i n q u e s t i o n

.

T e c h n o l o g i e s r e q u i r e d a s B e s t A v a i l a b l e C o n t r o l T e c h n o l o g y ( B A C T ) o r L o w e s t A c h i e v a b l eB A R T A n a l y s i s 

### 3 A u g u s t 2 0 0 7

N e b r a s k a C i t y S t a t i o n U n i t 1 E m i s s i o n s R a t e ( L A E R ) m u s t b e c o n s i d e r e d a s c o n t r o l o p t i o n s i n t h e B A R T d e t e r m i n a t i o n

. T h e

c o n t r o l o p t i o n s t h a t a

r e t e c h n i c a l l y i n f

e a s i b l e a r e e l i m i n a t e d a n d t h e r e m a i n i n g o p t i o n s a r e

e v a l u a t e d t o d e t e r m i n e t h e i r c o n t r o l e f f e c t i v e n e s s a n d e c o n o m i c

, e n e r g y

, e n v i r o n m e n t a l a n d

v i s i b i l i t y i m

p a c t s

.

T h e f i v e b a s i c s t e p s o f a c a s e

- b y

- c a s e B A R T a n a l y s i s a r e :

1

. I d e n t i f y A l l A v a i l a b l e R e t r o

f i t C o n t r o l T

e c h n o l o g i e s

. C o n t r o l t e c h n o l o g i e s s h o u l d i n c l u d e

p o l l u t i o n p r e v e n t i o n

, u s e o f a d d

- o n c o n t r o l s a n d c o m b i n a t i o n s o f t h e t w o

.

2

. E l i m i n a t e T

e c h n i c a l l y I n f e a s i b l e O p t i o n s

. T e c h n o l o g i e s d e m o n s t r a t e d t o b e i n f e a s i b l e b a s e d

o n c h e m i c a l

, p h y s i c a l

, a n d e n g i n e e r i n g p r i n c i p l e s a r e e x c l u d e d f

r o m f u r t h e r c o n s i d e r a t i o n

.

3

. E v a l u a t e C o n t r o l E

f f e c t i v e n e s s o

f R e m a i n i n g C o n t r o l T

e c h n o l o g i e s

. T e c h n i c a l l y f e a s i b l e

c o n t r o l t e c h n o l o g i e s a

r e r a n k e d i n t h e o r d e r o f h i g h e s t e x p e c t e d e m i s s i o n r e d u c t i o n t o l o w e s t

e x p e c t e d e m i s s i o n r e d u c t i o n a n d a r e e v a l u a t e d f

o l l o w i n g a “ t o p

- d o w n ” a p p r o a c h s i m i l a r t o

B e s t A v a i l a b l e C o n t r o l T e c h n o l o g y ( B A C T ) a n a l y s e s

.

4

. E v a l u a t e I m p a c t s a n d D o c u m e n t R e s u l t s

. I m p a c t s t h a t s h o u l d b e c o n s i d e r e d f o r e a c h c o n t r o l

t e c h n o l o g y i n c l u d e : c o s t o f c o m p l i a n c e

, e n e r g y i m

p a c t s

, n o n

- a i r q u a l i t y e n v i r o n m e n t a l

i m p a c t s a n d t h e r e m a i n i n g u s e f u l l i f e o f t h e u n i t t o b e c o n t

r o l l e d

.

5

. E v a l u a t e V i s i b i l i t y I m p a c t s

. M o d e l i n g s h o u l d b e p r e f o r m e d o n t h e p r e

- a n d p o s t

- c o n t r o l

e m i s s i o n s t o d e t e r m i n e t h e a c t u a l i m p a c t o n v i s i b i l i t y

. T h i s s t e p d o e s n o t n e e d t o b e

p e r f o r m e d i f t h e m o s t s t

r i n g e n t c o n t

r o l t e c h n o l o g y i s c h o s e n

.

T h e B A R T a n a l y s i s f

o c u s e s o n t h e f

o l l o w i n g r e g u l a t e d a i r p o l l u t a n t s : S O 2 , N O

x , a n d P M

( b o t h f i n e a n d c o a r s e f

r a c t i o n s )

. I n a c c o r d a n c e w i t h E P A g u i d e l i n e s s e t f o r t h i n 4 0 C F R 5 1

,

A p p e n d i x Y

, P a r t I I I

, e m i s s i o n e s t i m a t e s u s e d i n t h e m o d e l i n g a n a l y s i s t o d e t e r m i n e v i s i b i l i t y

i m p a i r m e n t i m

p a c t s a r e i n t e n d e d t o r e f

l e c t s t e a d y

- s t a t e o p e r a t i n g c o n d i t i o n s d u r i n g p e r i o d s o f

h i g h c a p a c i t y u t i l i z a t i o n

.



### F i n a l l y

, t h e B A R T a n a l y s i s g a v e c o n s i d e r a t i o n t o t h e p r e s u m p t i v e l i m i t s t h a t E P A

h a s e s t a b l i s h e d f

o r S O 2 

### a n d N O

x 

### , e v e n t h o u g h t h e s e l i m i t s d o n o t a p p l y t o N C 1

. I n

a c c o r d a n c e w i t h E P A ’ s A p p e n d i x Y g u i d e l i n e s

, O P P D i s r e c o m m e n d i n g t h a t t h e

p r e s u m p t i v e S O 2 

### l i m i t n o t b e a d o p t e d f o r N C 1 b a s e d o n a c a r e f

u l c o n s i d e r a t i o n o f t h e

s t a t u t o r y f

a c t o r s

. I n s t e a d

, O P P D i s p r o p o s i n g t h a t t h e e x i s t i n g S O 2 

### l i m i t s b e r e t a i n e d

g i v e n t h e e x t r e m e l y h i g h c o s t s o f i n s t a l l i n g a v a i l a b l e f l u e g a s d e s u l f

u r i z a t i o nB A R T A n a l y s i s 

### 4 A u g u s t 2 0 0 7

N e b r a s k a C i t y S t a t i o n U n i t 1 

### t e c h n o l o g i e s a n d l o w l e v e l s o f v i s i b i l i t y i m p r o v e m e n t t h a t a r e e s t i m a t e d t o b e a c h i e v e d

f r o m t h e p r o s p e c t i v e S O 2 

### c o n t r o l s

, a n d t h e v e r y h i g h c o s t / b e n e f i t r a t i o ( c o s t p e r d V o f

i m p r o v e m e n t )

. O P P D i s p r o p o s i n g t h a t t h e p r e s u m p t i v e l i m i t f o r N O

x 

### , w h i c h i s 0

. 2 3

l b / M M B t u

, b e a p p l i e d t o N C 1

. A d e t a i l e d a n a l y s i s o f t h e c o n t r o l c o s t s a n d i n c r e m e n t a l

a i r q u a l i t y i m p r o v e m e n t s o f e a c h i d e n t i f i e d e m i s s i o n s c o n t r o l o p t i o n i s p r e s e n t e d i n

C h a p t e r 3 o f t h i s r e p o r t

.

1

. 4 A n a l y s i s O r g a n i z a t i o n

C h a p t e r 2 p r o v i d e s a p o l l u t a n t

- b y

- p o l l u t a n t B A R T a n a l y s i s a n d a d d r e s s e s p r o p o s e d

c o n t r o l e f f e c t i v e n e s s a n d v i s i b i l i t y i m p a c t s

. C h a p t e r 3 p r o v i d e s 

### r e c o m m e n d e d B A R T l e v e l s

b a s e d o n E P A ’ s f

i v e

- p a r t a n a l y s i s t h a t i n c l u d e s a n e v a l u a t i o n o f t h e i n c r e m e n t a l v i s i b i l i t y

i m p r o v e m e n t p o t e n t i a l l y a c h i e v a b l e u n d e r e a c h o f t h e i d e n t i f i e d B A R T c o n t r o l

a l t e r n a t i v e s

.B A R T A n a l y s i s 

### 5 A u g u s t 2 0 0 7

N e b r a s k a C i t y S t a t i o n U n i t 1



## C H A P T E R 2

. 0

– B A R T A N A L Y S I S

2

. 1 O v e r v i e w

T o b e t t e r u n d e r s t a n d t h e i n t e r a c t i o n o f c o n t r o l t e c h n o l o g i e s a n d t h e r e t r o f i t a p p l i c a t i o n o f

c o n t r o l t e c h n o l o g i e s t o a c o a l

- f i r e d b o i l e r

, t h e f

o l l o w i n g s e c t i o n s p r o v i d e a d i s c u s s i o n o f

e q u i p m e n t a n d f

o r m a t i o n o f t h e B A R T

- a p p l i c a b l e p o l l u t a n t s f o r t h e N C 1 u n i t

. A d d i t i o n a l l y

,

s o m e f u n d a m e n t a l e c o n o m i c i n f o r m a t i o n u s e d i n t h e B A R T a n a l y s i s i s s u m m a r i z e d

.

2

. 1

. 1 N C 1 P o w e r G e n e r a t i o n P r o c e s s

N C 1 c o n s i s t s o f s e v e r a l c o m p o n e n t s : t h e f

u e l p r e p a r a t i o n s y s t e m

, t h e a i r s u p p l y s y s t e m

,

b u r n e r s

, a f

u r n a c e

, t h e h e a t t r a n s f

e r s y s t e m

, a n d e x i s t i n g p o l l u t i o n c o n t r o l e q u i p m e n t i n t h e f

o r m

o f a n e l e c t

r o s t a t i c p r e c i p i t a t o r ( E S P )

. A f t e r t h e c o a l i s p u l v e r i z e d

, i t i s t r a n s p o r t e d f r o m t h e f u e l

p r e p a r a t i o n s y s t e m u s i n g a p o r t i o n o f t h e p r i m a r y c o m b u s t i o n a i r

. T h e t r a n s p o r t e d f u e l i s t h e n

m i x e d w i t h a d d i t i o n a l c o m b u s t i o n a i r ( o x y g e n ) i n a c o n t r o l l e d f a s h i o n a n d s u b s e q u e n t l y i n j e c t e d

t h r o u g h b u r n e r s i n t o t h e f u r n a c e

.

T h e r m a l e n e r g y r e l e a s e d b y t h e c o m b u s t i o n p r o c e s s i s c a p t u r e d b y b o t h r a d i a n t a n d

c o n v e c t i v e h e a t t r a n s f

e r s y s t e m s t h a t u s e t h e t h e r m a l e n e r g y t o c r e a t e s u p e r h e a t e d s t e a m

. I n

g e n e r a l

, r a d i a n t h e a t t r a n s f e r i s a c c o m

p l i s h e d t h r o u g h m

u l t i p l e w a t e r f

i l l e d t u b e s t h a t l i n e t h e

f u r n a c e w a l l s

. W a t e r e n t e r s t h e t u b e s a t t h e b o t t o m o f t h e b o i l e r a n d r i s e s t o a s t e a m d r u m a t t h e

t o p o f t h e b o i l e r a s i t i s h e a t e d

. H e a t e d w a t e r i n t h e t u b e s e x c e e d s t h e n o r m a l b o i l i n g t e m p e r a t u r e

o f w a t e r a t t h e f

u r n a c e e x i t ; h o w e v e r

, h i g h p r e s s u r e s w i t h i n t h e t u b e s m a i n t a i n t h e w a t e r i n a

m i x t u r e o f a s t e a m a n d l i q u i d s t a t e

. T h i s m i x t u r e e n t e r s t h e d r u m a t t h e t o p o f t h e b o i l e r w h e r e

t h e w a t e r i s s e p a r a t e d f

r o m t h e s t e a m a n d r e t u r n e d t o t h e b o t t o m o f t h e b o i l e r a g a i n

. T h e s t e a m i s

s e n t t o t h e c o n v e c t i v e h e a t t r a n s f e r p o r t i o n o f t h e b o i l e r

. T h i s c o n v e c t i v e s y s t e m g e n e r a l l y

c o n s i s t s o f s u p e r h e a t e r

, r e h e a t e r

, a n d e c o n o m i z e r

, w h i c h a r e u s e d t o e x t r a c t t h e b a l a n c e o f

t h e r m a l e n e r g y c o n t a i n e d b y t h e e x h a u s t g a s e s b e f o r e t h e y e x i t t h e b o i l e r

. S u p e r h e a t e d s t e a m i s

r o u t e d t o a s t e a m t u r b i n e

, w h i c h d r i v e s a n e l e c t r i c a l g e n e r a t o r

.

T h e t y p e a n d q u a n t i t y o f e x h a u s t g a s e s t h a t r e s u l t f r o m t h e c o m

b u s t i o n p r o c e s s a r e

d e p e n d e n t o n t h e s p e c i f

i c d e s i g n o f t h e a i r s u p p l y

, b u r n e r

, a n d f u r n a c e s y s t e m

. F l y a s h e x i t s t h e

b o i l e r s w i t h e x h a u s t g a s e s a n d i s c a p t u r e d b y t h e E S P

. B o t t o m a s h d r o p s i n t o a w a t e r t r o u g h a t

t h e b o t t o m o f t h e b o i l e r

, i s r e m o v e d f r o m t h e w a t e r b y a d r a g c o n v e y o r s y s t e m

, a n d d e p o s i t e d i n

t r u c k s f o r t r a n s f e r t o t h e o n

- s i t e a s h d i s p o s a l a r e a

.B A R T A n a l y s i s 

### 6 A u g u s t 2 0 0 7

N e b r a s k a C i t y S t a t i o n U n i t 1 C u r r e n t l y

, N C 1 u s e s w e s t e r n s u b b i t u m i n o u s c o a l f r o m t h e P o w d e r R i v e r B a s i n ( P R B )

.

F u e l f o r d a y

- t o

- d a y o p e r a t i o n o f t h e u n i t i s d e l i v e r e d b y r a i l c a r

. A n o n

- s i t e c o a l s t o r a g e a r e a i s

u s e d f o r p e r i o d s o f d e l i v e r y i n t e r r u p t i o n

.

2

. 1

. 2 A p p l i c a b l e P o l l u t a n t s

T h e B A R T a n a l y s i s f

o r N C 1 a d d r e s s e s c r i t e r i a p o l l u t a n t e m i s s i o n s o f N O

x , S O 2

, a n d P M

.

N O

x F o r m a t i o n

. T h e r e a r e t w o p r i m a r y m e c h a n i s m s o f N O

x f o r m a t i o n i n c o a l

- f

i r e d

u t i l i t y b o i l e r s : t h e r m a l p r o d u c t i o n o f N O

x f r o m a t m o s p h e r i c n i t

r o g e n a n d o x y g e n a n d o x i d a t i o n

o f n i t r o g e n b o u n d i n t h e f u e l

. H i g h c o m

b u s t i o n t e m

p e r a t u r e s c a u s e t h e n i t

r o g e n ( N 2 ) a n d o x y g e n

( O 2 ) m o l e c u l e s i n t h e c o m b u s t i o n a i r t o r e a c t a n d f

o r m N O

x . B e c a u s e t h e t h e r m a l N O

x

p r o d u c t i o n i s p r i m a r i l y a f u n c t i o n o f c o m

b u s t i o n t e m

p e r a t u r e

, N O

x e m i s s i o n r a t e s v a r y g r e a t l y

w i t h b u r n e r d e s i g n

. E x p e r i m e n t a l m e a s u r e m e n t s o f t h e r m a l N O

x f o r m a t i o n h a v e s h o w n t h a t t h e

N O

x c o n c e n t

r a t i o n i s e x p o n e n t i a l l y d e p e n d e n t o n t e m p e r a t u r e a n d i s p r o p o r t i o n a l t o n i t r o g e n

c o n c e n t r a t i o n i n t h e f

l a m e

, t h e s q u a

r e r o o t o f o x y g e n c o n c e n t r a t i o n i n t h e f l a m e

, a n d t h e g a s

r e s i d e n c e t i m e 2

. T h e f

o r m a t i o n o f f

u e l N O

x f r o m r e a c t i o n s o f f

u e l b o u n d n i t

r o g e n a n d a i r

, c a n

a c c o u n t f o r u p t o 8 0 p e r c e n t o f t o t a l N O

x f r o m c o a l c o m

b u s t i o n

. S u b b i t u m i n o u s c o a l s c o n t a i n

f r o m 0

. 5 t o 2 p e r c e n t b y w e i g h t f u e l

- b o u n d n i t r o g e n

.

S O 2 F o r m a t i o n

. S O 2 e m i s s i o n s a r e f o r m e d f r o m t h e o x i d a t i o n o f o r g a n i c a n d p y r i t i c

s u l f u r i n t h e c o a l d u r i n g t h e c o m b u s t i o n p r o c e s s

. T h e m a

j o r i t y o f s u l f

u r i s o x i d i z e d t o S O 2 ,

h o w e v e r

, a s m a l l q u a n t i t y i s f u r t h e r o x i d i z e d t o f

o r m s u l f u r t r i o x i d e ( S O 3 )

. A p p r o x i m a t e l y 9 0 %

o f t h e s u l f

u r p r e s e n t i n t h e s u b b i t u m i n o u s c o a l w i l l b e e m i t t e d a s S O

x c o m p o u n d s

. A l k a l i n e a s h

f r o m s o m e c o a l s ( i n c l u d i n g P R B c o a l s ) m a y c a u s e s o m e o f t h e s u l f u r t o r e a c t i n t h e f

u r n a c e t o

f o r m v a r i o u s s u l f

a t e s a l t s t h a t a

r e t h e n r e t a i n e d i n t h e f

l y a s h

. S u l f

u r i c a c i d m i s t ( H 2 S O 4 ) f

o r m s

w h e n S O 2 e m i s s i o n s r e a c t w i t h m o i s t u r e a n d o x y g e n i n t h e e n v i r o n m e n t

.

P M F o r m a t i o n

. P M e m i s s i o n s f

r o m u t i l i t y b o i l e r s a r e a f

u n c t i o n o f t h e b o i l e r b u r n e r

c o n f i g u r a t i o n

, o p e r a t i o n p r a c t i c e s

, c o a l p r o p e r t i e s

, a n d p o l l u t i o n c o n t r o l e q u i p m e n t

. U n c o n t r o l l e d

P M e m i s s i o n s i n c l u d e a s h f r o m t h e n o n

- c o m

b u s t i b l e s i n c o a l a s w e l l a s u n b u r n e d c a r b o n r e s u l t i n g

f r o m i n c o m

p l e t e c o m b u s t i o n

. W h e n c o m

b u s t i n g p u l v e r i z e d c o a l

, P M e m i s s i o n s a r e p r i m a r i l y

c o m p o s e d o f i n o r g a n i c a s h r e s i d u e b e c a u s e c o m b u s t i o n i s n e a r l y c o m

p l e t e

, r e s u l t i n g i n m i n i m a l

u n b u r n e d c a

r b o n

.

P M e m i s s i o n s a

r e c l a s s i f i e d a s f i l t e r a b l e a n d c o n d e n s a b l e

. F i l t e r a b l e P M i s t h e p o r t i o n o f

t o t a l P M p r e s e n t i n t h e e x h a u s t s t r e a m a s a s o l i d o r l i q u i d

, a n d w h i c h i s t y p i c a l l y m e a s u r e d o n a n

E P A M e t h o d 5 f

i l t e r ( 4 0 C F R 6 0

, A p p e n d i x A )

. C o n d e n s a b l e P M i s t h e p o r t i o n o f P M t h a t i s

2 E P A P u b l i c a t i o n A P 4 2

, C h a p t e r 1

, B i t u m i n o u s a n d S u b b i t u m i n o u s C o a l C o m b u s t i o n

, ( 9 / 9 8 )

.B A R T A n a l y s i s 

### 7 A u g u s t 2 0 0 7

N e b r a s k a C i t y S t a t i o n U n i t 1 i n i t i a l l y p r e s e n t a s a g a s i n t h e e x h a u s t s t r e a m

, b u t c o n d e n s e s t o a l i q u i d o r s o l i d s t a t e a t c o o l e r

a m b i e n t t e m p e r a t u r e s

.

F o r p u r p o s e s o f B A R T

, o n l y c e r t a i n c o m p o n e n t s o f t o t a l P M e m i s s i o n s a r e a n a l y z e d i n

t h e v i s i b i l i t y i m

p a c t m o d e l i n g : c o a r s e p a r t i c u l a t e m a t t e r ( P M C ) a n d f i n e p a r t i c u l a t e m a t t e r

( P M F )

. P M F i s d e f

i n e d a s h a v i n g a n a e r o d y n a m i c d i a m e t e r o f l e s s t h a n o r e q u a l t o 2

. 5 m i c r o n s

.

P M C h a s a n a e r o d y n a m i c d i a m e t e r g r e a t e r t h a n P M 2

. 5 , b u t l e s s t h a n o r e q u a l t o 1 0 m i c r o n s

.

2

. 1

. 3 P r o

j e c t E c o n o m i c E v a l u a t i o n C r i t e r i a

T a b l e 1 l i s t s t h e g e n e r a l e c o n o m i c c r i t e r i a u s e d i n t h e B A R T a n a l y s i s t o s u p p o r t c a p i t a l

a n d a n n u a l c o s t c a l c u l a t i o n s f o r v a r i o u s e m i s s i o n c o n t

r o l t e c h n o l o g i e s

.

T a b l e 1

E c o n o m i c C r i t e r i a

E c o n o m i c P a r a m e t e r s V a l u e

A m o r t i z a t i o n L i f

e

, y e a r s 2 0

R e a l I n t e r e s t R a t e

, p e r c e n t 5

. 0

C a p i t a l C o s t R e c o v e r y F a c t o r

, C C R F 0

. 0 8 0 2

O & M C o s t E s c a l a t i o n

, p e r c e n t 3

. 5

O & M L e v e l i z a t i o n F a c t o r

, O M L F 1

. 4 1 4

A u x i l i a r y E l e c t

r i c P o w e r C o s t

, $ / k

W

- h r 0

. 0 3

A u x i l i a r y E l e c t

r i c D e m a n d C o s t

, $ / k

W 4 6 0

O u t a g e C o s t

, $ /

M W

- h r 3 0

A s h D i s p o s a l C o s t s

, $ / t o n 9

O p e r a t i n g L a b o r R a t e

, $ / h r 5 0

L i m e C o s t

, $ /

t o n d e l i v e r e d 1 2 5

A m m o n i a C o s t

, $ /

t o n d e l i v e r e d 3 0 0

C o s t e s t i m a t e s i n c l u d e d i n t h e B A R T a n a l y s i s w e r e c o m p i l e d f r o m a n u m

b e r o f d a t a

s o u r c e s

. A t t h e p r e s e n t t i m e

, i t i s v e r y d i f f i c u l t t o g e t d e t a i l e d c o s t i n f o r m a t i o n f

r o m v e n d o r s

,

w h o a r e g e n e r a l l y v e r y b u s y w o r k i n g o n a c t u a l r e t r o f i t p r o j e c t s

, m a n y i n r e s p o n s e t o E P A ’ s C l e a n

A i r I n t e r s t a t e R u l e ( C A I R ) a n d o t h e r r u l e s

. L i m i t e d v e n d o r d a t a o b t a i n e d f r o m v a r i o u s v e n d o r s

i n 2 0 0 3 ( s e e A p p e n d i x A ) w e r e s c a l e d u p b a s e d o n e s c a l a t e d m a t e r i a l a n d l a b o r c o s t s

, w h i c h h a v e

r i s e n d r a m a t i c a l l y i n t h e l a s t f e w y e a r s d u e t o e x t

r e m e l y t i g h t m a t e r i a l a n d l a b o r a v a i l a b i l i t y

. I n

g e n e r a l

, t h e c o s t e s t i m a t e s w e r e m a d e f o l l o w i n g g u i d a n c e p r o v i d e d i n t h e E P A A i r P o l l u t i o n

C o n t r o l C o s t M a n u a l

, J a n u a r y 2 0 0 2 ( E P A 2 0 0 2 )

. T h e E P A c o n t r o l c o s t m a n u a l d a t a w a s

s u p p l e m e n t e d w i t h t h e 2 0 0 3 v e n d o r s u p p l i e d q u o t a t i o n s w h e n a v a i l a b l e a n d w i t h g e n e r a lB A R T A n a l y s i s 

### 8 A u g u s t 2 0 0 7

N e b r a s k a C i t y S t a t i o n U n i t 1 e n g i n e e r i n g e s t i m a t e s

. H o w e v e r

, b e c a u s e i t i s d i f f i c u l t t o a c c u r a t e l y p r e d i c t f u t u r e d e m a n d a n d

c o m m o d i t y r e l a t e d c o s t s

, t h e B A R T c o s t e s t i m a t e s a r e c o n s i d e r e d t o b e c o n s e r v a t i v e l y l o w

. F o r

e x a m p l e

, o v e r t h e p a s t s e v e r a l y e a r s p r i c e s o n S O 2 c o n t

r o l e q u i p m e n t h a v e i n c r e a s e d s i g n i f i c a n t l y

d u e t o b o t h c o m m o d i t y p r i c e s a n d h i g h d e m a n d f o r e l e c t r i c u t i l i t y e q u i p m e n t

. D e t a i l e d c o s t

e s t i m a t e s a n d s u p p o r t d a t a a r e p r o v i d e d i n A p p e n d i x A

.



### 2

. 2 B A R T f

o r S u l f u r D i o x i d e ( S O 2 

### )

T h e o b j e c t i v e o f t h i s a n a l y s i s i s t o d e t e r m i n e B A R T f o r S O 2 e m i s s i o n s f

r o m N C 1

. T h e

f o l l o w i n g s u b s e c t i o n s p r o v i d e a r e v i e w o f t h e a v a i l a b l e S O 2 c o n t r o l t e c h n o l o g i e s a n d t h e i r

c o m p a r a t i v e e f

f e c t i v e n e s s

. F i n a l B A R T d e t e r m i n a t i o n s a l s o t a k e i n t o a c c o u n t v i s i b i l i t y i m p a c t s

,

w h i c h a r e d i s c u s s e d c o m m o n l y f

o r a l l p o l l u t a n t s i n S e c t i o n 2

. 5

. F i n a l B A R T d e t e r m i n a t i o n s a r e

d e t a i l e d i n C h a p t e r 3

. 0

.

2

. 2

. 1 I d e n t i f

i c a t i o n o f S O 2 C o n t r o l T e c h n o l o g i e s

G e n e r a l l y

, t h e r e a r e t w o a p p r o a c h e s t o c o n t r o l l i n g S O 2 e m i s s i o n s : r e m o v a l o f e l e m e n t a l

s u l f u r f r o m t h e f u e l p r i o r t o c o m

b u s t i o n

, a n d f

l u e g a s d e s u l f

u r i z a t i o n ( F G D )

, w h i c h c o n s i s t s o f

r e m o v a l o f S O 2 f

r o m t h e f l u e g a s e s a f

t e r c o m b u s t i o n

.

M a n y o i l r e f

i n e r i e s o p e r a t e c a t a l y s t

- b a s e d d e s u l f u r i z a t i o n u n i t s t o r e m o v e o r g a n i c s u l f u r

f r o m c r u d e o i l a n d p r o d u c e h y d r o g e n s u l f i d e ( H 2 S )

. S u l f

u r r e c o v e r y u n i t s a

r e t h e n u s e d t o

r e c o v e r e l e m e n t a l s u l f

u r f r o m t h e H 2 S p r o d u c e d b y d e s u l f u r i z a t i o n

. M o s t s u l f

u r r e c o v e r y u n i t s

u t i l i z e a f o r m o f t h e C l a u s p r o c e s s

, b y w h i c h s o m e H 2 S i s c o m b u s t e d t o f

o r m S O 2 a n d t h e

r e m a i n i n g H 2 S a n d S O 2 a r e c o m b i n e d o v e r a c a t a l y s t t o p r o d u c e H 2 O a n d e l e m e n t a l s u l f u r

.

I n s o l i d f u e l s

, s u c h a s c o a l

, a s i g n i f i c a n t f r a c t i o n o f t h e s u l f

u r i s i n t h e f

o r m o f p y r i t e

( F e S 2 ) o r s o m e o t h e r m i n e r a l s u l f a t e s

. M i n e r a l s u l f

a t e s c a n b e r e m o v e d t h r o u g h w a s h i n g o r o t h e r

p h y s i c a l c l e a n i n g

. H o w e v e r

, o r g a n i c s u l f u r c a n n o t b e r e m o v e d b y p h y s i c a l c l e a n i n g

. B e c a u s e

c o a l i s s o l i d

, t h e u s e o f c h e m i c a l d e s u l f u r i z a t i o n p r o c e s s e s c a n b e v e r y c o s t l y

. T h e r e f o r e

, s o m e

f o r m o f F G D m

u s t b e c o n s i d e r e d f

o r s o l i d f u e l s

.

F G D t e c h n o l o g i e s c a n b e d i v i d e d i n t o t w o m a i n c a t e g o r i e s

, r e g e n e r a t i v e a n d t h r o w a w a y

p r o c e s s e s

. R e g e n e r a t i v e p r o c e s s e s r e c o v e r s u l f u r i n a u s a b l e f

o r m t h a t c a n b e s o l d a s a r e u s a b l e

s u l f u r p r o d u c t

. T h r o w a w a y p r o c e s s e s r e m o v e s u l f u r f r o m t h e f l u e g a s a n d t h e s c r u b b e r

b y p r o d u c t s a r e d i s c a r d e d

. A l l o f t h e F G D t e c h n o l o g i e s c o n s i d e r e d c a n a c h i e v e S O 2 r e m o v a l

e f f i c i e n c i e s o f 9 0 t o 9 5 %

, d e p e n d i n g o n t h e a m o u n t o f s u l f u r i n t h e c o a l

. F o r r e l a t i v e l y h i g h

s u l f u r c o a l s

, r e m o v a l e f

f i c i e n c i e s c a n e x c e e d 9 5 %

, w h i l e f o r l o w e r s u l f

u r c o a l s ( s u c h a s P R B )

, t h e

a c h i e v a b l e r e m o v a l e f

f i c i e n c y i s t y p i c a l l y l e s s t h a n 9 5 %

.B A R T A n a l y s i s 

### 9 A u g u s t 2 0 0 7

N e b r a s k a C i t y S t a t i o n U n i t 1 R e g e n e r a t i v e p r o c e s s e s

, b y n a t u r e

, c o n t a i n a r e g e n e r a t i o n s t e p i n t h e F G D p r o c e s s t h a t

r e s u l t s i n h i g h e r c o s t s t h a n t h r o w a w a y p r o c e s s e s d u e t o e q u i p m e n t a n d o p e r a t i o n a l e x p e n s e s

.

H o w e v e r

, i n i n s t a n c e s w h e r e d i s p o s a l o p t i o n s a r e l i m i t e d a n d m a r k e t s f

o r r e c o v e r e d s u l f

u r

p r o d u c t s a r e r e a d i l y a v a i l a b l e

, r e g e n e r a t i v e p r o c e s s e s m a y b e u s e d

. P o t e n t i a l r e g e n e r a t i v e

p r o c e s s e s t h a t a r e a v a i l a b l e i n c l u d e t h e W e l l m a n

- L o r d ( W

- L ) p r o c e s s

, m a g n e s i u m o x i d e p r o c e s s

,

c i t r a t e s c r u b b i n g p r o c e s s

, F l a k t

- B o l i d e n p r o c e s s

, a q u e o u s c a r b o n a t e p r o c e s s

, S u l f

- X p r o c e s s

,

C o n o s o x p r o c e s s

, W e s t v a c o p r o c e s s a n d a d s o r p t i o n o f S O 2 b y a b e d o f c o p p e r o x i d e

.

A n e w r e g e n e r a t i v e p r o c e s s t h a t w a s d e v e l o p e d a s a n i n d i r e c t r e s u l t o f c o l l a b o r a t i v e

r e s e a r c h w i t h t h e f

o r m e r U

. S

. B u r e a u o f M i n e s a n d t h e U n i v e r s i t y o f M i n n e s o t a i s t h e P a h l m a n

p r o c e s s

. T h e P a h l m a n p r o c e s s i s a d r y r e m o v a l t e c h n o l o g y t h a t c a n r e m o v e m u l t i p l e p o l l u t a n t s

( N O

x a n d S O 2 ) a t e f

f i c i e n c i e s g r e a t e r t h a n 9 9 p e r c e n t

. A s a r e g e n e r a t i v e p r o c e s s

, t h e P a h l m a n

p r o c e s s p u r p o r t e d l y r e d u c e s p r o b l e m s a s s o c i a t e d w i t h w a s t e d i s p o s a l a n d c r e a t e s a c o m m e r c i a l l y

v a l u a b l e b y p r o d u c t

. I n t h e c l o s e d

- l o o p p r o c e s s

, t h e P a h l m a n i t e s o r b e n t r e p e a t e d l y c a p t u r e s N O

x

a n d S O 2 , w h i c h u p o n r e g e n e r a t i o n

, y i e l d s r a w s u l f a t e s a n d n i t r a t e s

. T h e P a h l m a n p r o c e s s i s n e w

t e c h n o l o g y t h a t h a s b e e n p i l o t t e s t e d a t s e v e r a l i n d u s t r i a l s i t e s

, i n c l u d i n g s m a l l e r c o a l

- f i r e d

e l e c t r i c a l g e n e r a t i n g p l a n t s

. H o w e v e r

, p r o v e n t e c h n i c a l l y f e a s i b i l i t y w i t h a p p l i c a t i o n t o l a r g e

s c a l e c o a l

- f

i r e d e l e c t r i c a l g e n e r a t i n g u n i t s

, s u c h a s t h e N C 1 u n i t

, h a s y e t t o b e d e m o n s t r a t e d

.

T h e r e f o r e

, t h i s n e w r e g e n e r a t i v e t e c h n o l o g y w i l l n o t b e c o n s i d e r e d f u r t h e r i n t h i s B A R T a n a l y s i s

.

T h r o w a w a y p r o c e s s e s s u c h a s l i m e s t o n e s c r u b b i n g h a v e b e c o m e w i d e l y a c c e p t e d b y t h e

c o a l

- f i r e d p o w e r i n d u s t r y f

o r F G D b e c a u s e l i m e s t o n e s c r u b b e r s h a v e l o w e r o v e r a l l c o s t s a n d a r e

s i m p l e r t o o p e r a t e t h a n r e g e n e r a t i v e p r o c e s s e s

. B e c a u s e t h e t h r o w a w a y p r o c e s s e s c a n a c h i e v e t h e

s a m e r e m o v a l e f

f i c i e n c i e s a s r e g e n e r a t i v e p r o c e s s e s a n d c o s t l e s s

, t h i s B A R T a n a l y s i s f o r S O 2

w i l l f o c u s o n t h r o w a w a y p r o c e s s e s a n d f u r t h e r d i s c u s s i o n o f r e g e n e r a t i v e p r o c e s s w i l l n o t b e

c o n s i d e r e d

.

T h r o w a w a y p r o c e s s e s c a n b e d i v i d e d i n t o t w o c a t e g o r i e s

, w e t o r d r y

. W e t o r d r y r e f e r s

t o t h e s t a t e o f t h e w a s t e b y

- p r o d u c t s

. B o t h w e t a n d d r y t e c h n o l o g i e s h a v e a d v a n t a g e s a n d

d i s a d v a n t a g e s w i t h r e s p e c t t o i n i t i a l c a p i t a l a n d o p e r a t i o n a l e x p e n s e s

.

2

. 2

. 1

. 1 W e t F G D

W e t s c r u b b i n g ( w e t F G D ) s y s t e m s u s e d f o r S O 2 r e d u c t i o n t y p i c a l l y c o n s i s t o f t h e

f o l l o w i n g o p e r a t i o n s : s c r u b b i n g o r a b s o r p t i o n

, l i m e h a n d l i n g a n d s l u r r y p r e p a r a t i o n

, s l u d g e

p r o c e s s i n g

, a n d f

l u e g a s h a n d l i n g

.

W e t F G D t e c h n o l o g y i s a w e l l

- e s t a b l i s h e d p r o c e s s f o r r e m o v i n g S O 2 f

r o m f l u e g a s

. I n

w e t s c r u b b e r s

, t h e f

l u e g a s e n t e r s t h e s p r a y t o w e r o r a b s o r b e r w h e r e i t i s s p r a y e d w i t h a w a t e r

s l u r r y w h i c h i s a

p p r o x i m a t e l y 1 0 p e r c e n t l i m e o r l i m e s t o n e

. S o d i u m a l k a l i s o l u t i o n s c a n a l s o b eB A R T A n a l y s i s 

### 1 0 A u g u s t 2 0 0 7

N e b r a s k a C i t y S t a t i o n U n i t 1 u s e d i n F G D s y s t e m s

, h o w e v e r t h e s e p r o c e s s e s a r e c o n s i d e r a b l y m o r e e x p e n s i v e t h a n l i m e

. T h e

p r e f e r r e d s o r b e n t s a

r e l i m e s t o n e a n d l i m e

, r e s p e c t i v e l y

, d u e t o t h e a v a i l a b i l i t y a n d r e l a t i v e l y l o w

c o s t o f l i m e s t o n e

. T h e c a l c i u m i n t h e s l u r r y r e a c t s w i t h t h e S O 2 i n t h e f l u e g a s t o f

o r m c a l c i u m

s u l f i t e o r c a l c i u m s u l f

a t e

. T h e o v e r a l l c h e m i c a l r e a c t i o n c a n b e s i m p l y e x p r e s s e d a s :

S O 2 + C a C O 3 → C a S O 3 + C O 2

S p e n t s l u r r y f

r o m t h e r e a c t i o n t a n k i s p u m p e d i n t o a t h i c k e n e r w h e r e s o l i d s s e t t l e b e f o r e b e i n g

f i l t e r e d f o r f i n a l d e w a t e r i n g t o a p p r o x i m a t e l y 5 0 % s o l i d s

. W a t e r r e m o v e d d u r i n g t h i s p r o c e s s i s

s e n t t o a p r o c e s s w a t e r h o l d i n g t a n k

, w h i c h e v e n t u a l l y w i l l r e q u i r e w a s t e w a t e r t r e a t m e n t

. I n a

n o n

- r e g e n e r a t i v e s y s t e m

, t h e w a s t e s l u d g e m u s t a l s o b e d i s p o s e d o f p r o p e r l y

. F i n a l l y

, s c r u b b e d

f l u e g a s e s a

r e d i r e c t e d t h r o u g h a s t a c k g a s r e h e a t e r i n o r d e r t o m i n i m i z e c o r r o s i o n d o w n s t

r e a m o f

t h e s c r u b b e r d u e t o c o n v e r s i o n o f S O 2 t o S O 3 a n d s u b s e q u e n t l y

, s u l f u r i c a c i d ( H 2 S O 4 )

. R e h e a t i n g

i s s o m e t i m e s n e e d e d f

o r p r o p e r d r a f

t i n g a n d r i s e o f e x h a u s t g a s e s o u t t h e s t a c k

, a s w e l l a s

m i n i m i z i n g c o n d e n s a t e

. A s a n a l t e r n a t i v e

, t h e s t a c k c a n b e c o n s t r u c t e d o f a c i d r e s i s t a n t m a t e r i a l

.

M o s t w e t F G D s y s t e m s h a v e t w o s t a g e s

, o n e f o r f l y a s h r e m o v a l a n d o n e f

o r S O 2

r e m o v a l

. T h e f

l u e g a s n o r m a l l y p a s s e s f i r s t t h r o u g h a f

l y a s h r e m o v a l d e v i c e

, e i t h e r a n

e l e c t r o s t a t i c p r e c i p i t a t o r ( E S P ) o r a b a g f i l t e r

, a n d t h e n i n t o t h e S O 2 a b s o r b e r

. T h e r e a r e m a n y

d i f f e r e n t t y p e s o f a b s o r b e r s t h a t c a n b e u s e d i n w e t F G D s y s t e m s

, i n c l u d i n g : s p r a y t o w e r s

,

v e n t u r i s

, p l a t e t o w e r s

, a n d m o b i l e p a c k e d b e d s

. H o w e v e r

, m a n y o f t h e s e s y s t e m s c a n r e s u l t i n

s c a l e b u i l d u p

, p l u g g i n g o r e r o s i o n

, w h i c h c a n a f f e c t t h e d e p e n d a b i l i t y a n d e f f i c i e n c y o f t h e

a b s o r b e r

. T h e r e f

o r e

, s i m p l e s c r u b b e r s s u c h a s s p r a y t o w e r s a r e c o m m o n l y u s e d

. T h e c h i e f

d r a w b a c k o f t h e s p r a y t o w e r d e s i g n i s t h a t i t r e q u i r e s a h i g h e r l i q u i d

- t o

- g a s r a t i o f o r e q u i v a l e n t

r e m o v a l o f S O 2 c o m

p a r e d t o o t h e r a b s o r

b e r d e s i g n s

.

F i n a l l y

, m a n y u t i l i t i e s o f

f s e t t h e o p e r a t i n g c o s t s o f w e t F G D b y s e l l i n g o n e o f t h e

b y p r o d u c t s

, c a l c i u m s u l f

a t e

, a l s o k n o w n a s g y p s u m

, t o w a l l b o a r d m a n u f a c t u r i n g f a c i l i t i e s

. T h i s

i s e c o n o m i c a l l y a t t r a c t i v e o n l y w h e n t h e r e i s s u f f i c i e n t l o c a l d e m a n d f

o r w a l l b o a r d s u c h t h a t a

m a n u f a c t u r i n g p l a n t w o u l d b e l o c a t e d i n t h e a r e a

. B e c a u s e t h e r e i s l i t t l e l o c a l w a l l b o a r d d e m a n d

n e a r N C S

, O P P D w o u l d n o t b e a b l e t o t a k e a d v a n t a g e o f t h e o p e r a t i n g c o s t o f f s e t

, t h u s i n c u r r i n g

h i g h e r o p e r a t i n g c o s t s f

o r w e t F G D t h a n a t t a i n e d b y u t i l i t y p l a n t s i n m o r e p o p u l a t e d a r e a s

, w h e r e

t h e r e i s s i g n i f

i c a n t w a l l b o a r d d e m a n d

. I n a d d i t i o n

, w i t h o u t a n o p p o r t u n i t y t o r e u s e t h i s

b y p r o d u c t

, O P P D w o u l d i n c u r a d d i t i o n a l c o s t s

, c o m p a r e d t o m a n y o t h e r p l a n t s

, f o r l a n d f i l l i n g

t h e g y p s u m

.B A R T A n a l y s i s 

### 1 1 A u g u s t 2 0 0 7

N e b r a s k a C i t y S t a t i o n U n i t 1

2

. 2

. 1

. 2 D r y F G D

I n c o n t r a s t t o w e t s c r u b b i n g s y s t e m s

, d r y F G D s y s t e m s ( s p r a y d r y e r a b s o r b e r s y s t e m s )

u s e m u c h s m a l l e r a m o u n t s o f l i q u i d

. W i t h a s p r a y d r y e r a b s o r b e r ( S D A ) s y s t e m

, t h e f l u e g a s e s

e n t e r a n a b s o r b i n g t o w e r ( d r y e r ) w h e r e t h e h o t g a s e s a r e c o n t a c t e d w i t h a f i n e l y a t o m i z e d s l u r r y

,

w h i c h i s u s u a l l y a c a l c i u m

- b a s e d s o r b e n t s u c h a s c a l c i u m h y d r o x i d e o r c a l c i u m o x i d e ( l i m e )

.

A c i d g a s e s a n d S O 2 a

r e a b s o r b e d b y t h e s l u r

r y m i x t u r e a n d r e a c t t o f

o r m s o l i d s a l t s

. T h e

a b s o r p t i o n p r o c e s s i s t e m

p e r a t u r e d e p e n d e n t a n d t h e c o o l e r t h e f l u e g a s

, t h e m o r e e f

f e c t i v e l y t h e

a c i d g a s e s w i l l r e a c t w i t h t h e s o r b e n t s

. T h e o v e r a l l c h e m i c a l r e a c t i o n s c a n b e s i m p l y e x p r e s s e d

a s :

C a ( O H ) 2 + S O 2 → C a S O 3 ( s ) + H 2 O

C a ( O H ) 2 + 2 H C l → C a C l 2 ( s ) + 2 H 2 O

A s c a n b e s e e n a b o v e

, o n e m o l e o f c a l c i u m h y d r o x i d e w i l l n e u t r a l i z e o n e m o l e o f S O 2 ,

w h e r e a s o n e m o l e o f c a l c i u m h y d r o x i d e w i l l n e u t r a l i z e t w o m o l e s o f h y d r o c h l o r i c a c i d ( H C l )

. A

s i m i l a r r e a c t i o n o c c u r s w i t h t h e n e u t r a l i z a t i o n o f h y d r o f

l u o r i c a c i d ( H F )

. T h e s e r e a c t i o n s

d e m o n s t r a t e t h a t w h e n u s i n g a s p r a y d r y e r t h e H C l a n d H F a r e r e m o v e d m o r e r e a d i l y t h a n S O 2

.

R e a g e n t r e q u i r e m e n t s s h o u l d c o n s i d e r t h a t t h e H C l a n d H F a r e r e m o v e d f i r s t

, f o l l o w e d b y t h e

r e a g e n t q u a n t i t y r e q u i r e d t o r e m o v e t h e S O 2 3

.

T h e h e a t o f t h e f

l u e g a s e v a p o r a t e s t h e w a t e r d r o p l e t s i n t h e s p r a y e d s l u r r y

, a n d a n o n

s a t u r a t e d f

l u e g a s e x i t s t h e a b s o r

b e r t o w e r

. T h e e x h a u s t s t r e a m e x i t i n g t h e a b s o r b e r c o n t a i n s f l y

a s h

, c a l c i u m s a l t s

, a n d u n

- r e a c t e d l i m e

, w h i c h m u s t b e s e n t t o a p a

r t i c u l a t e c o n t r o l d e v i c e s u c h a s

a n e l e c t r o s t a t i c p r e c i p i t a t o r ( E S P ) o r f a b r i c f i l t e r ( b a g h o u s e )

. T h e p a r t i c u l a t e c o n t r o l d e v i c e n o t

o n l y i s n e c e s s a

r y t o c o n t r o l p a r t i c u l a t e m a t t e r

, b u t a l s o a i d s i n a c i d

- g a s r e m o v a l

. A c i d g a s e s a r e

r e m o v e d w h e n t h e f

l u e g a s c o m e s i n c o n t a c t w i t h t h e l i m e

- c o n t a i n i n g p a r t i c l e s o n t h e s u r f

a c e o f

t h e E S P o r b a g h o u s e

. F a b r i c f i l t e r s a r e c o n s i d e r e d t o h a v e s l i g h t l y h i g h e r r e s i d u a l a c i d g a s

r e m o v a l l e v e l s t h a n E S P s b e c a u s e t h e a c i d g a s e s m u s t p a s s t h r o u g h t h e l i m e

- c o n t a i n i n g f i l t e r c a k e

i n a f a b r i c f i l t e r s y s t e m

. M o d e r n d r y F G D s y s t e m s i n c l u d e a l o o p t o r e c y c l e a p o r t i o n o f t h e

b a g h o u s e

- c o l l e c t e d m a t e r i a l f o r r e

- u s e i n t h e F G D m o d u l e b e c a u s e t h i s m a t e r i a l c o n t a i n s a

r e l a t i v e l y h i g h a m o u n t o f u n r e a c t e d l i m e

.

3 K a r l B

. S c h n e l l e

, J r

. a n d C h a r l e s A

. B r o w n

, A i r P o l l u t i o n C o n t r o l T e c h n o l o g y H a n d b o o k

, C R C P r e s s

, 2 0 0 2

.B A R T A n a l y s i s 

### 1 2 A u g u s t 2 0 0 7

N e b r a s k a C i t y S t a t i o n U n i t 1 2

. 2

. 2 S O 2 C o n t r o l T e c h n o l o g y E f f e c t i v e n e s s

E f f e c t i v e n e s s i s m e a s u r e d b y t h e a m o u n t o f S O 2 r e m o v e d b y e a c h c o n t r o l t e c h n o l o g y

b a s e d o n a c o m

p a r i s o n o f t h e c o n t r o l l e d e m i s s i o n r a t e s t o t h e u n c o n t r o l l e d b a s e l i n e e m i s s i o n r a t e

o f t h e N C 1 u n i t

. T a b l e 2 p r o v i d e s a s u m m a r y o f t h e S O 2 c o n t r o l t e c h n o l o g y e f f e c t i v e n e s s

.

T a b l e 2

S O 2 C o n t r o l T e c h n o l o g y E f f e c t i v e n e s s

I d e n t i f i e d

C o n t r o l T e c h n o l o g y E m i s s i o n R a t e

( l b / M M B t u ) P o t e n t i a l

E m i s s i o n s

( t p y ) A T o n s S O 2

R e m o v e d

( t p y )

N C 1 B a s e l i n e 0

. 8 1 5 2 4

, 1 9 1 N A

W e t F G D 0

. 1 5 4

, 4 5 2 1 9

, 7 3 9

D r y F G D 0

. 1 5 4

, 4 5 2 1 9

, 7 3 9

A B a s e d o n m a x i m u m a c t u a l 2 4

- h o u r e m i s s i o n s

, m a x i m u m h e a t i n p u t o f 6 7 7 6

. 8 M M B t u / h r a n d a

1 0 0 % c a p a c i t y f

a c t o r

. N o t e t h a t t h e p o t e n t i a l t o n s / y e a r v a l u e f o r t h e B a s e l i n e i s a n

o v e r e s t i m a t e

, a s i t i s c a l c u l a t e d u s i n g t h e m a x i m u m 2 4

- h o u r e m i s s i o n s r e a l i z e d o v e r t h e 3

- y e a r

b a s e l i n e p e r i o d

, a n d a 1 0 0 % c a p a c i t y f a c t o r

. T h u s

, t h e t o n s / y r r e m o v e d v a l u e s a r e a l s o

c o n s e r v a t i v e l y h i g h

.

A s i n d i c a t e d i n T a

b l e 2

, i t i s a n t i c i p a t e d t h a t t h e s a m e l e v e l o f S O 2 c o n t r o l c a n b e

a c h i e v e d b y t h e u s e o f e i t h e r D r y o r W e t F G D

. T h i s a s s u m p t i o n i s b a s e d o n o b s e r v a t i o n s o f F G D

c o n t r o l i n u s e o n s i m i l a

r e m i s s i o n s o u r c e s

. I t m

u s t b e e m p h a s i z e d t h a t t h e t o n s / y e a r p o t e n t i a l

e m i s s i o n l e v e l i n T a b l e 2 i s c o n s i s t e n t w i t h E P A g u i d a n c e f o r u s i n g m a x i m

u m a c t u a l 2 4

- h o u r

e m i s s i o n s ( o v e r a t h r e e

- y e a r b a s e l i n e p e r i o d ) f o r t h e B A R T d i s p e r s i o n m o d e l i n g

. H o w e v e r

,

a c t u a l S O 2 e m i s s i o n s i n a t y p i c a l y e a r w o u l d b e f a r l o w e r d u e t o v a r i a b l e c o a l s u l f u r a n d p l a n t

l o a d

.

I n g e n e r a l t e r m s

, r e m o v a l o f h i g h c o n c e n t r a t i o n s o f S O 2 i n f l u e g a s c a n b e a c c o m

p l i s h e d

u s i n g e i t h e r D r y o r W e t F G D

. L o w e r c o n c e n t r a t i o n s b e c o m e m o r e d i f f i c u l t t o c o n t r o l a n d r e q u i r e

g r e a t e r a m o u n t s o f r e a g e n t

. H i s t o r i c a l l y

, W e t F G D s y s t e m s h a v e b e e n u s e d o n h i g h e r

- s u l f u r

e a s t e r n c o a l s

, l e a d i n g t o h i g h e r e f f i c i e n c i e s c i t e d f

o r w e t F G D s y s t e m s

, g i v e n t h e r e i s m u c h m o r e

s u l f u r t o c o n t r o l

. H o w e v e r

, o n l o w e r

- s u l f u r w e s t e r n c o a l s ( s u c h a s t h e P o w d e r R i v e r B a s i n c o a l

u s e d a t N C 1 ) m o d e r n D r y F G D s y s t e m s w i t h i m p r o v e d a t o m i z e r s y s t e m s i n c o n j u n c t i o n w i t h

m o d e r n f a b r i c f i l t e r t e c h n o l o g y c a n p e r f

o r m a s w e l l a s W e t F G D s y s t e m s

. M u c h o f t h e f i n a l S O 2

c o n t r o l i n a D r y F G D s y s t e m t a k e s p l a c e i n t h e r e a g e n t

- r i c h f i l t e r c a k e o n t h e f

a b r i c f i l t e r

.

A l t h o u g h b o t h D r y a n d W e t F G D s y s t e m s a r e t e c h n i c a l l y f e a s i b l e f o r S O 2 c o n t

r o l

, t h e

B A R T a n a l y s i s f

o r N C 1 f o c u s e s o n t h e e v a l u a t i o n o f D r y F G D

. T h e e q u i v a l e n c y i n a n t i c i p a t e d

S O 2 e m i s s i o n r a t e s u s i n g D r y o r W e t F G D t e c h n o l o g y m a k e s e c o n o m i c s t h e p r i m a r y s e l e c t i o n

f a c t o r

. T y p i c a l l y

, D r y F G D t e c h n o l o g y h a s l o w e r c a p i t a l a n d o p e r a t i n g c o s t s t h a n W e t F G D a n d

w i l l r e s u l t i n a m o r e c o s t

- e f f e c t i v e a n d c o n s e r v a t i v e B A R T a p p r o a c h

. F u r t h e r m o r e

, u s e o f W e tB A R T A n a l y s i s 

### 1 3 A u g u s t 2 0 0 7

N e b r a s k a C i t y S t a t i o n U n i t 1 F G D t o c o n t r o l S O 2 e m i s s i o n s f r o m N C 1 w o u l d r e s u l t i n b o t h h i g h e r e n e r g y p e n a l t i e s t o f a c i l i t y

o p e r a t i o n s a n d t h e g e n e r a t i o n o f m o r e w a s t e b y p r o d u c t s t h a n w o u l d D r y F G D

.

B e c a u s e o f s e v e r a l u n c e r t a i n t i e s

, s u c h a s f i n a l d e t a i l e d d e s i g n a n d v e n d o r c o m m i t m e n t s

i n c o r p o r a t i n g s i t e

- s p e c i f

i c c o m p l e x i t i e s r e l a t e d t o e q u i p m e n t s i z i n g

, l o c a t i o n

, e t c

. , i t i s p o s s i b l e

t h a t d e t a i l e d c o s t e s t i m a t e s f o r D r y F G D c o u l d b e h i g h e r t h a n t h o s e p r e s e n t e d h e r e

, a n d c o u l d

e x c e e d t h o s e o f W e t F G D

. H o w e v e r

, f o r t h e t i m e b e i n g

, t h i s B A R T a n a l y s i s i s b a s e d o n D r y

F G D

, a s s u m i n g t h a t t h e k n o w n s p a c i n g i s s u e s a t t h e p l a n t d o n o t d r a m a t i c a l l y a f f e c t t h e t o t a l c o s t

f o r S O 2 c o n t

r o l

. I f t h e s p a c i n g i s s u e s d r i v e D r y F G D c o s t u p s i g n i f i c a n t l y

, t o t a l c o s t

e f f e c t i v e n e s s c o u l d b e h i g h e n o u g h t h a t W e t F G D c o u l d b e t h e l e a s t c o s t l y F G D a l t e r n a t i v e

.

2

. 2

. 3 E v a l u a t i o n o f I m p a c t s

T h e f o l l o w i n g s e c t i o n s p r e s e n t a d e t a i l e d e v a l u a t i o n o f t h e i m p a c t s o f e m

p l o y i n g F G D t o

c o n t r o l S O 2 e m i s s i o n s f

r o m t h e N C 1 u n i t

. A s s o c i a t e d i m p a c t s i n c l u d e : c o s t o f c o m p l i a n c e

,

e n e r g y

, n o n

- a i r q u a l i t y e n v i r o n m e n t a l i m p a c t s

, a n d r e m a i n i n g u s e f u l l i f e

. A n a s s e s s m e n t o f

i n c r e m e n t a l i m

p r o v e m e n t i n v i s i b i l i t y i s d i s c u s s e d s e p a r a t e l y u n d e r S e c t i o n 2

. 5 a n d S e c t i o n 3

. 0

.

2

. 2

. 3

. 1 C o s t o f C o m p l i a n c e

T a b l e 3 s u m m a r i z e s t h e c a p i t a l a n d a n n u a l o p e r a

t i n g c o s t s a s s o c i a

t e d w i t h r e t

r o f i t t i n g a D r y

F G D ( s p r a y d

r y e r a b s o r b e r ) s y s t e m t o t

h e N C 1 u n i t

. D e t a i l e d c o s t e s t i m a t e s i n d i c a

t i n g s o u r c e s f

o r

e a c h c o s t c a

t e g o r y h a v e b e e n i n c l u d e d i n A p p e n d i x A

. B e c a u s e a f a b r i c f i l t e r w o u l d n e e d t o b e

i n c l u d e d a s p a

r t o f a F G D s y s t e m

, t

h e c o s t o f a f

a b r i c f i l t e r ( b a g h o u s e ) i s i n c l u d e d i n t h i s a n a l y s i s

.

T a b l e 3

S O 2 C o s t o f C o m p l i a n c e

T e c h n o l o g y

O p t i o n D e s c r i p t i o n

D r y F G D

E m i s s i o n R a t e ( l b /

M M B t u ) 0

. 1 5

E m i s s i o n R e d u c t i o n ( t p y ) 1 9

, 7 3 9

C a p i t a l C o s t ( $ ) 2 0 1

, 6 6 0

, 0 0 0

A n n u a l i z e d C a p i t a l C o s t ( $ ) 1 6

, 1 8 0

, 0 0 0

A n n u a l O p e r a t i n g C o s t ( $ ) 1 8

, 5 4 0

, 0 0 0

T o t a l A n n u a l i z e d C o s t ( $ ) 3 4

, 7 2 0

, 0 0 0

C o s t E f f e c t i v e n e s s $ 1

, 7 5 9 / t o nB A R T A n a l y s i s 

### 1 4 A u g u s t 2 0 0 7

N e b r a s k a C i t y S t a t i o n U n i t 1 2

. 2

. 3

. 2 E n e r g y I m p a c t

U s e o f F G D t o c o n t r o l S O 2 e m i s s i o n s f r o m t h e N C 1 u n i t w o u l d r e s u l t i n e n e r g y p e n a l t i e s

t o f a c i l i t y o p e r a t i o n s i n t h e f

o r m o f t h e e l e c t r i c i t y d e m a n d r e q u i r e d f o r o p e r a t i o n o f a n c i l l a r y

e q u i p m e n t s u c h a s t h e r e a g e n t p r e p a r a t i o n a n d a t o m i z e r e q u i p m e n t a s w e l l a s a d d i t i o n a l

b a c k p r e s s u r e o n t h e e x h a u s t s y s t e m t h a t r e s u l t s i n a s l i g h t r e d u c t i o n i n o u t p u t

. T h e a d d i t i o n a l

e l e c t r i c a l d e m a n d w o u l d c o n s u m e a p p r o x i m a t e l y 1 % ( 6 M W ) o f t h e g e n e r a t i n g c a p a c i t y

. T h i s i s

n o t a t r i v i a l a m o u n t o f g e n e r a t i n g c a p a c i t y

, b e i n g e n o u g h e n e r g y t o s u p p l y t h e e l e c t r i c a l n e e d s o f

a p p r o x i m a t e l y 6

, 0 0 0 h o m e s

. T h i s l o s s i n n e t b a s e l o a d g e n e r a t i o n c a p a c i t y w o u l d n e e d t o b e

m a d e u p b y i n s t a l l a t i o n o f a d d i t i o n a l b a s e l o a d g e n e r a t i o n c a p a c i t y i n N e b r a s k a o r n e a r b y s t a t e s

.

T h i s e n e r g y i m

p a c t i s i n c l u d e d i n t h e B A R T a n a l y s i s c o s t s

.

2

. 2

. 3

. 3 N o n

- A i r Q u a l i t y E n v i r o n m e n t a l I m p a c t s

T h e p r i m a r y d e t r i m e n t a l n o n

- a i r q u a l i t y e n v i r o n m e n t a l i m p a c t o f a n F G D s y s t e m i s t h e

c r e a t i o n o f a s o l i d w a s t e b y p r o d u c t f r o m t h e s p e n t r e a g e n t ( W e t F G D r e s u l t s i n a w a s t e w a t e r

s t r e a m )

. T h e s o l i d w a s t e t h a t i s p r o d u c e d c a n b e l a n d f i l l e d o r p o s s i b l y u s e d a s a n a g r i c u l t u r a l

s o i l s u p p l e m e n t

. A s d i s c u s s e d i n S e c t i o n 2

. 2

. 1

. 1

, a p o r t i o n o f t h e s o l i d w a s t e

, i n t h e f o r m o f

g y p s u m

, c a n b e u s e d b y l o c a l w a l l b o a r d m a n u f a c t u r e r s

. H o w e v e r

, t h e r e a r e n o s u c h

m a n u f a c t u r e r s o r s i g n i f

i c a n t l o c a l g y p s u m d e m a n d n e a r N C S

. T h e r e f

o r e

, a l l o f t h e w e t F G D

s o l i d w a s t e w o u l d n e e d t o b e l a n d f i l l e d

.

A n o t h e r n o n

- a i r e n v i r o n m e n t a l i m p a c t i s t h e u s e o f a d d i t i o n a l l a n d f o r s c r u b b e r w a t e r

d i s p o s a l a n d s e t t l i n g p o n d s

.

2

. 2

. 3

. 4 R e m a i n i n g U s e f u l L i f e

T h e r e m a i n i n g u s e f

u l l i f e o f N C 1 i s g r e a t e r t h a n 2 0 y e a r s u n d e r t h e c u r r e n t O P P D e n e r g y

r e s o u r c e p l a n

. T h e r e f

o r e

, t h e r e m a i n i n g u s e f

u l l i f e h a s n o i m

p a c t o n t h e a n n u a l i z e d e s t i m a t e d

c o n t r o l t e c h n o l o g y c o s t u n d e r t h e c u r r e n t r e g u l a t o r y f r a m e w o r k

. H o w e v e r

, f

u t u r e C O 2 c o n t r o l

r e q u i r e m e n t s a r e p o s s i b l e i n t h e n e a r t e r m a n d t h o s e c o n t r o l r e q u i r e m e n t s c r e a t e c o n s i d e r a b l e

p l a n n i n g u n c e r t a i n t y t h a t w e i g h a g a i n s t O P P D m a k i n g a m a j o r c a p i t a l i n v e s t m e n t f

o r p o l l u t i o n

c o n t r o l e q u i p m e n t u n t i l f

u r t h e r u n d e r s t a n d i n g i s g a i n e d o n t h e p l a n n i n g i m p l i c a t i o n s o f a n y f

u t u r e

C O 2 c o n t r o l r e q u i r e m e n t s f o r N C S

. I f s i g n i f

i c a n t C O 2 e m i s s i o n s r e d u c t i o n s a r e m a n d a t e d

n a t i o n a l l y i n t h e n e x t f

e w y e a r s

, t h e r e m a i n i n g u s e f u l l i f e o f t h e f a c i l i t y c o u l d b e s h o r t e n e d t o l e s s

t h a n 2 0 y e a r s

, m a k i n g t h e a n n u a l i z e d c o s t s o f p r o s p e c t i v e c o n t r o l s s u b s t a n t i a l l y h i g h e r

.



### 2

. 3 B A R T f

o r N i t r o g e n O x i d e s ( N O x )

T h e o b j e c t i v e o f t h i s a n a l y s i s i s t o d e t e r m i n e B A R T f o r N O

x e m i s s i o n s f

r o m N C 1

. T h e

f o l l o w i n g s u b s e c t i o n s p r o v i d e a r e v i e w o f t h e a v a i l a b l e N O

x c o n t r o l t e c h n o l o g i e s a n d t h e i r

c o m p a r a t i v e e f

f e c t i v e n e s s

. F i n a l B A R T d e t e r m i n a t i o n s a l s o t a k e i n t o a c c o u n t v i s i b i l i t y i m p a c t s

,B A R T A n a l y s i s 

### 1 5 A u g u s t 2 0 0 7

N e b r a s k a C i t y S t a t i o n U n i t 1 w h i c h a r e d i s c u s s e d c o m m o n l y f

o r a l l p o l l u t a n t s i n S e c t i o n 2

. 5

. F i n a l B A R T d e t e r m i n a t i o n s a r e

d e t a i l e d i n C h a p t e r 3

. 0

.

2

. 3

. 1 I d e n t i f

i c a t i o n o f N O x C o n t r o l T e c h n o l o g i e s

C o n t r o l o f N O

x e m i s s i o n s f r o m b o i l e r s c a n b e a t t a i n e d t h r o u g h e i t h e r t h e a p p l i c a t i o n o f

c o m b u s t i o n c o n t

r o l s o r f l u e g a s t r e a t m e n t ( p o s t

- c o m b u s t i o n ) t e c h n o l o g i e s

. C o m b u s t i o n c o n t

r o l

p r o c e s s e s c a n r e d u c e t h e q u a n t i t y o f N O

x f o r m e d d u r i n g t h e c o m

b u s t i o n p r o c e s s

. P o s t

c o m b u s t i o n t e c h n o l o g i e s r e d u c e t h e N O

x c o n c e n t r a t i o n s i n t h e f l u e g a s s t r e a m a f

t e r t h e N O

x h a s

b e e n f o r m e d i n t h e c o m

b u s t i o n p r o c e s s

. T h e s e m e t h o d s m a y b e u s e d a l o n e o r i n c o m b i n a t i o n t o

a c h i e v e t h e v a r i o u s d e g r e e s o f N O

x e m i s s i o n s r e q u i r e d

.

D e v e l o p i n g o r e x p e r i m e n t a l N O

x c o n t r o l t e c h n o l o g i e s s u c h a s S C O N O

x o r t h e P a h l m a n

P r o c e s s ( s e e S e c t i o n 2

. 2

. 1 )

, w h i c h h a v e n o t b e e n d e m o n s t r a t e d o n l a r g e c o a l

- f i r e d b o i l e r s

, a r e n o t

a d d r e s s e d i n d e t a i l i n t h i s a n a l y s i s

.

2

. 3

. 1

. 1 S e l e c t i v e C a t a l y t i c R e d u c t i o n

S e l e c t i v e C a t a l y t i c R e d u c t i o n ( S C R ) s y s t e m s a r e a n a d d

- o n f l u e g a s t r e a t m e n t ( p o s t

c o m b u s t i o n c o n t

r o l t e c h n o l o g y ) t o c o n t r o l N O

x e m i s s i o n s

. T h e S C R p r o c e s s i n v o l v e s t h e

i n j e c t i o n o f a n i t r o g e n

- b a s e d r e d u c i n g a g e n t ( r e a g e n t ) s u c h a s a m m o n i a ( N H 3 ) o r u r e a ( C O N 2 H 4 )

t o r e d u c e t h e N O

x i n t h e f l u e g a s t o N 2 a n d H 2 O

. T h e r e a g e n t i s i n j e c t e d i n t o t h e f

l u e g a s p r i o r t o

p a s s a g e t h r o u g h a c a t a l y s t b e d

, w h i c h a c c e l e r a t e s t h e N O

x r e d u c t i o n r e a c t i o n r a t e

. U s e o f S C R

r e s u l t s i n s m a l l l e v e l s o f N H 3 e m i s s i o n s ( N H 3 s l i p )

. A s t h e c a t a l y s t d e g r a d e s

, N H 3 s l i p w i l l

i n c r e a s e

, u l t i m a t e l y r e q u i r i n g c a t a l y s t r e p l a c e m e n t

.

M a n y t y p e s o f c a t a l y s t s

, r a n g i n g f r o m a c t i v e m e t a l s t o h i g h l y p o r o u s c e r a m i c s

, a r e

a v a i l a b l e f

o r d i f f e r e n t a p p l i c a t i o n s

. T h e t y p e o f c a t a l y s t c h o s e n d e p e n d s o n s e v e r a l o p e r a t i o n a l

p a r a m e t e r s

, s u c h a s r e a c t i o n t e m p e r a t u r e r a n g e

, f

l u e g a s f l o w r a t e

, f

u e l c h e m i s t r y

, c a t a l y s t

a c t i v i t y a n d s e l e c t i v i t y

, o p e r a t i n g l i f e

, a n d c o s t

. C a t a l y s t m a t e r i a l s i n c l u d e

, p l a t i n u m ( P t )

,

v a n a d i u m ( V )

, t i t a n i u m ( T i )

, t u n g s t e n ( W )

, t i t a n i u m o x i d e ( T i O 2 )

, z i r c o n i u m o x i d e ( Z r O 2 )

,

v a n a d i u m p e n t o x i d e ( V 2 O 5 )

, s i l i c o n o x i d e ( S i O 2 )

, a n d z e o l i t e s ( c r y s t a l l i n e a l u m i n a s i l i c a t e s )

.

S C R s y s t e m s c a n u t i l i z e a q u e o u s N H 3 , a n h y d r o u s N H 3 , o r a u r e a s o l u t i o n t o p r o d u c e N H 3

o n d e m a n d

. A q u e o u s N H 3 i s g e n e r a l l y t r a n s p o r t e d a n d s t o r e d i n c o n c e n t r a t i o n s r a n g i n g f r o m 1 9

t o 3 0 % a n d t h e r e f

o r e r e q u i r e s m o r e s t o r a g e c a p a c i t y t h a n a n h y d r o u s N H 3

. A n h y d r o u s N H 3 i s

n e a r l y 1 0 0 % p u r e i n c o n c e n t r a t i o n a n d i s a g a s a t n o r m a l a t m o s p h e r i c t e m p e r a t u r e a n d p r e s s u r e

.

A n h y d r o u s N H 3 m

u s t b e s t o r e d a n d t

r a n s p o r t e d u n d e r p r e s s u r e a n d w h e n s t o r e d i n q u a n t i t i e s

g r e a t e r t h a n 1 0

, 0 0 0 p o u n d s

, i s s u b j e c t t o R i s k M a n a g e m e n t P l a n n i n g ( R M P ) r e q u i r e m e n t s ( 4 0

C F R 6 8 )

. T h e u r e a s o l u t i o n ( u r e a a n d w a t e r a t a p p r o x i m a t e l y 3 2 % c o n c e n t r a t i o n ) i s u s e d t o f

o r m

N H 3 o n d e m a n d f

o r i n j e c t i o n i n t o t h e f

l u e g a s

. A s p e c i f

i c a l l y d e s i g n e d d u c t a n d d e c o m p o s i t i o nB A R T A n a l y s i s 

### 1 6 A u g u s t 2 0 0 7

N e b r a s k a C i t y S t a t i o n U n i t 1 c h a m b e r w i t h a s m a l l s u p p l e m e n t a l b u r n e r i s u s e d t o p r o v i d e a n a p p r o p r i a t e t e m p e r a t u r e w i n d o w

a n d r e s i d e n c e t i m e t o d e c o m p o s e u r e a t o N H 3 a n d i s o c y a n i c a c i d ( H N C O )

. A p p l i c a t i o n o f u r e a

b a s e d S C R s y s t e m s t o u t i l i t y b o i l e r s i s a r e l a t i v e l y n e w p r a c t i c e t h a t i s s t i l l u n d e r d e v e l o p m e n t

.

S e v e r a l d i f

f e r e n t S C R s y s t e m c o n f

i g u r a t i o n s h a v e b e e n u s e d o n u t i l i t y b o i l e r s

. I n a h i g h

d u s t S C R s y s t e m

, t h e r e a c t o r i s l o c a t e d d o w n s t r e a m o f t h e e c o n o m i z e r a n d u p s t r e a m o f t h e a i r

h e a t e r

, F G D s y s t e m

, a n d p a r t i c u l a t e c o n t r o l d e v i c e

. L o w

- d u s t S C R s y s t e m s l o c a t e t h e r e a c t o r

d o w n s t r e a m o f a p a r t i c u l a t e c o n t r o l d e v i c e w h e r e t h e f

l u e g a s i s r e l a t i v e l y d u s t

- f r e e

. T a i l

- e n d

S C R s y s t e m s l o c a t e t h e r e a c t o r d o w n s t r e a m f r o m a l l a i r p o l l u t i o n c o n t r o l e q u i p m e n t w h e r e m o s t

f l u e g a s c o n s t i t u e n t s d e t r i m e n t a l t o t h e S C R c a t a l y s t h a v e b e e n r e m o v e d

. H o w e v e r

, t a i l

- e n d S C R

s y s t e m s c a n r e q u i r e r e h e a t i n g o f t h e f l u e g a s t o m i n i m i z e c o n d e n s a t i o n

, l e a d i n g t o c o r r o s i o n

p r o b l e m s

.

S C R i s a p r o v e n t e c h n o l o g y t h a t h a s b e e n i n l i m i t e d c o m m e r c i a l u s e o n u t i l i t y b o i l e r s

s i n c e t h e l a t e 1 9 7 0 s

, b u t h a s b e c o m e m o r e c o m m o n i n r e c e n t y e a r s t o m e e t s t r i n g e n t C l e a n A i r

A c t r e q u i r e m e n t s

. T h e r e f o r e

, S C R i s c o n s i d e r e d a f e a s i b l e N O

x c o n t r o l t e c h n o l o g y a n d w i l l b e

c o n s i d e r e d f

u r t h e r i n t h i s B A R T a n a l y s i s

.

2

. 3

. 1

. 2 S e l e c t i v e N o n

- C a t a l y t i c R e d u c t i o n

S e l e c t i v e n o n

- c a t a l y t i c r e d u c t i o n ( S N C R ) i s a n o t h e r m e t h o d o f p o s t

- c o m b u s t i o n c o n t r o l

.

S i m i l a r t o S C R

, t h e S N C R p r o c e s s i n v o l v e s t h e i n j e c t i o n o f a n i t r o g e n

- b a s e d r e d u c i n g a g e n t

( r e a g e n t ) s u c h a s a m m o n i a ( N H 3 ) o r u r e a t o r e d u c e t h e N O

x i n t h e f l u e g a s t o N 2 a n d H 2 O

.

H o w e v e r

, t h e S N C R p r o c e s s w o r k s w i t h o u t t h e u s e o f a c a t a l y s t

. I n s t e a d

, t h e S N C R p r o c e s s

o c c u r s w i t h i n a c o m

b u s t i o n u n i t

, w h i c h a c t s a s t h e r e a c t i o n c h a m b e r

. T h e h e a t f

r o m t h e

c o m b u s t i o n p r o c e s s p r o v i d e s t h e e n e r g y f o r t h e N O

x r e d u c t i o n r e a c t i o n

. F l u e g a s t e m p e r a t u r e s i n

t h e r a n g e o f 1

, 5 0 0 t o 1

, 9 0 0 o F

, a l o n g w i t h a d e q u a t e r e a c t i o n t i m e w i t h i n t h i s t e m p e r a t u r e r a n g e

,

a r e r e q u i r e d f

o r t h i s t e c h n o l o g y

. S N C R i s c u r r e n t l y b e i n g u s e d f

o r N O

x e m i s s i o n c o n t r o l o n s o m e

i n d u s t r i a l a n d u t i l i t y b o i l e r s

, a n d c a n i n s o m e c a s e s ( w i t h v e r y h i g h u n c o n t r o l l e d e m i s s i o n s )

a c h i e v e N O

x r e d u c t i o n e f f i c i e n c i e s o f u p t o 7 5 %

. H o w e v e r

, t e c h n i c a l l y f e a s i b l e a p p l i c a t i o n s o f

S N C R o n p u l v e r i z e d c o a l u t i l i t y b o i l e r s m a y b e e x p e c t e d t o p r o v i d e 2 0 % t o 5 0 % N O

x r e d u c t i o n

.

W i t h i n t h e p a s t f

e w y e a r s t h e D e p a

r t m e n t o f E n e r g y s p o n s o r e d a r e s e a r c h p r o g r a m t o

e v a l u a t e p o t e n t i a l S N C R e f f e c t i v e n e s s o n a B a b c o c k & W i l c o x ( B & W ) t e s t b o i l e r

, r a t e d a t 1 0 0

M M B t u / h r

. T h e b o i l e r u s e d B & W ’ s u l t r a l o w

- N O

x p u l v e r i z e d c o a l b u r n e r t e c h n o l o g y

, a n d w a s

f i t t e d w i t h F u e l T e c h ’ s N O

x O U T S N C R s y s t e m

. A t f u l l l o a d c o n d i t i o n s

, f

i r i n g P R B c o a l

, t h e

s y s t e m d e m o n s t r a t e d 2 7 % N O

x r e d u c t i o n s f r o m a b a s e l i n e v a l u e o f 0

. 2 6 l b / M M B t u

. A t 6 0 %

l o a d

, t h e s y s t e m a c h i e v e d a 2 3

. 5 % N O

x r e d u c t i o n

. T h e D O E F a c t S h e e t ( D O E

, 2 0 0 4 ) f o r t h i s

r e s e a r c h p r o

j e c t s t a t e s “ T h e f

u l l

- l o a d c o n d i t i o n s o f u t i l i t y b o i l e r s a r e v e r y c h a l l e n g i n gB A R T A n a l y s i s 

### 1 7 A u g u s t 2 0 0 7

N e b r a s k a C i t y S t a t i o n U n i t 1 e n v i r o n m e n t s f

o r S N C R t e c h n o l o g y

, s i n c e t e m p e r a t u r e s a r e h i g h a n d r e s i d e n c e t i m e i s l o w f o r

r e a c t i o n

. ”

S N C R i s a p r o v e n t e c h n o l o g y t h a t h a s b e e n i n c o m m e r c i a l u s e o n u t i l i t y b o i l e r s

, a n d

t h e r e f o r e

, i s g e n e r a l l y c o n s i d e r e d a f e a s i b l e N O

x c o n t r o l t e c h n o l o g y f o r t h e s e t y p e s o f e m i s s i o n s

s o u r c e s

. H o w e v e r

, t h e r e a r e s i t u a t i o n s w h e r e S N C R h a s l i m i t e d a p p l i c a b i l i t y

, a n d c a n e v e n b e

c o u n t e r p r o d u c t i v e

. N o r m a l l y

, S N C R i n j e c t i o n i s a c c o m

p l i s h e d i n t h e u p p e r p o r t i o n o f t h e

f u r n a c e

, w h e r e t e m

p e r a t u r e s a r e t y p i c a l l y i n t h e d e s i r e d 1

, 5 0 0 t o 1

, 9 0 0 o F t e m p e r a t u r e w i n d o w

.

S o m e b o i l e r

/ f u r n a c e d e s i g n s

, i n c o m

b i n a t i o n w i t h c e r t a i n c o a l s

, c a n c r e a t e v e r y h i g h f u r n a c e e x i t

t e m p e r a t u r e s

, w h i c h m a k e S N C R i m p l e m e n t a t i o n p r o b l e m a t i c

. I f a m m o n i a i s i n j e c t e d a b o v e t h e

a p p r o p r i a t e t e m

p e r a t u r e w i n d o w

, i t c a n l e a d t o a d d i t i o n a l N O

x p r o d u c t i o n

, r a t h e r t h a n r e d u c t i o n

.

N C 1 e x p e r i e n c e s h i g h t e m p e r a t u r e s a t t h e f

u r n a c e e x i t a s w e l l a s t h r o u g h o u t t h e

c o n v e c t i o n s e c t i o n s o f t h e b o i l e r

. H e a t f l u x i n t o t h e w a t e r w a l l t u b e s i n t h e f u r n a c e i s r e d u c e d b y

a s h d e p o s i t i o n o n t h e t u b e s

. I n p a r t i c u l a r

, P o w d e r R i v e r B a s i n c o a l h a s h i g h l e v e l s o f c a l c i u m

o x i d e a n d m a g n e s i u m o x i d e t h a t r e s u l t i n a r e f l e c t i v e a s h o n t h e w a t e r w a l l s u r f a c e s

. B e c a u s e

m o s t h e a t t r a n s f

e r i n t h e f u r n a c e i s r a d i a n t

, t h i s r e f

l e c t i v e a s h r e s u l t s i n l e s s h e a t r e m o v a l i n t h e

f u r n a c e a n d h i g h e x i t g a s t e m p e r a t u r e s

.

D a t a c o l l e c t e d f

o r N C 1 b y t h e O P P D

, s h o w n i n F i g u r e 1

, d e m o n s t r a t e t h a t o v e r t h e

m a j o r i t y o f t h e o p e r a t i n g l o a d s e x p e r i e n c e d b y t h e f a c i l i t y

, t e m

p e r a t u r e s a t t h e f

u r n a c e e x i t p l a n e

( u p p e r c l u s t e r

/ l i n e ) a r e m u c h t o o h i g h f

o r S N C R i m

p l e m e n t a t i o n

.

O b v i o u s l y

, f

o r S N C R t o w o r k a t a l l

, a m m o n i a i n j e c t i o n w o u l d n e e d t o o c c u r f a r t h e r

d o w n s t r e a m i n t h e c o n v e c t i o n s e c t i o n w h e n c o m b u s t i o n g a s e s h a v e c o o l e d m o r e

. T h e c o n v e c t i v e

p a s s a g e s a r e o c c u p i e d b y p e n d e n t h e a t e x c h a n g e r s t h a t i n h i b i t f l u e g a s f l o w a n d t h o r o u g h m i x i n g

o f r e a g e n t w i t h c o m

b u s t i o n g a s e s

. I n a d d i t i o n

, t h e l o c a t i o n o f t h e a p p r o p r i a t e t e m p e r a t u r e z o n e

w o u l d f l u c t u a t e w i t h l e v e l s o f f

o u l i n g

, u n i t l o a d a n d o t h e r c o n d i t i o n s

, r e q u i r i n g m u l t i p l e i n j e c t i o n

p o i n t s w i t h a d y n a m i c d e t e r m i n a t i o n o f t h e a p p r o p r i a t e i n j e c t i o n p o i n t

. S u c h a n u n o r t h o d o x

S N C R i m p l e m e n t a t i o n w o u l d m e a n s i g n i f i c a n t l y l o w e r r e s i d e n c e t i m e i n t h e a p p r o p r i a t e

t e m p e r a t u r e w i n d o w

, a n d w o u l d b e s u b j e c t t o s i g n i f

i c a n t s p a c i n g i s s u e s

. T h i s t y p e o f d e s i g n

w o u l d t e n d t o r e s u l t i n r e l a t i v e l y h i g h a m m o n i a “ s l i p ” o r u n r e a c t e d a m m o n i a

. H i g h a m m o n i a

c o n c e n t r a t i o n s a t l o w e r t e m p e r a t u r e c a n l e a d t o p l u g g i n g o f d o w n s t r e a m e q u i p m e n t

, a n d a v i s i b l e

p l u m e

.

A n a d d i t i o n a l p r o b l e m i s t h a t h i g h a m m o n i a s l i p r e s u l t s i n a m m o n i a a c c u m u l a t i o n i n t h e

f l y a s h

, m a k i n g t h e a s h u n s u i t a b l e f o r u s e i n c e m e n t a n d o t h e r t y p e s o f b e n e f i c i a l u s e s

. B e c a u s e

O P P D c u r r e n t l y s e l l s m

u c h o f i t s f

l y a s h f r o m N C 1

, t h e i n s t a l l a t i o n o f S N C R w o u l d l i k e l y c a u s e

c e s s a t i o n o f m o s t o r a l l o f i t s a s h s a l e s

. C u r r e n t u s e r s o f t h e a s h w o u l d n e e d t o s e e k o t h e rB A R T A n a l y s i s 

### 1 8 A u g u s t 2 0 0 7

N e b r a s k a C i t y S t a t i o n U n i t 1 s o u r c e s

, r e s u l t i n g i n a d d i t i o n a l t r a n s p o r t a t i o n a n d f u e l c o s t s

, a n d p e r h a p s a d d i t i o n a l l a n d w o u l d

b e r e q u i r e d f

o r a g g r e g a t e m i n i n g

. I n a d d i t i o n

, O P P D w o u l d n e e d t o u t i l i z e a d d i t i o n a l l a n d f i l l

c a p a c i t y

, t a k i n g m o r e l a n d a w a y f r o m o t h e r u s e s

, a n d i n c r e a s i n g a s h d i s p o s a l c o s t s

.

I n s t a l l a t i o n o f S N C R i n t h e c o n v e c t i v e s e c t i o n s d o w n s t r e a m o f b o i l e r s t h e s i z e o f N C 1 i s

u n p r o v e n a n d p r o b l e m a t i c a t b e s t

, a s d e s c r i b e d a b o v e

. S N C R e f f e c t i v e n e s s u n d e r t h e s e

c i r c u m s t a n c e s w o u l d b e m a r g i n a l

, i f a n y

, a n d b e c a u s e i n s t a l l a t i o n o f S C N R i n t h e c o n v e c t i v e

p a s s a g e s i s n o t a p r o v e n i m p l e m e n t a t i o n m e t h o d o n l a r g e P R B

- f i r e d b o i l e r s

, S N C R i s c o n s i d e r e d

t o b e t e c h n i c a l l y i n f

e a s i b l e f o r N C 1

.

F i g u r e 1

F u r n a c e T e m p e r a t u r e s

N e b r a s k a C i t y S t a t i o n

- U n i t 1

F l u e G a s T e m p e r a t u r e v s L o a d

0 5 0 0 1 0 0 0 1 5 0 0 2 0 0 0 2 5 0 0 3 0 0 0

2 0 0 3 0 0 4 0 0 5 0 0 6 0 0 7 0 0 8 0 0 9 0 0 1 0 0 0

G r o s s U n i t O u t p u t ( M W )Temperature(degF)

A v e r a g e F i n i s h i n g S H I n l e t T e m p A v e r a g e F i n i s h i n g S H O u t l e t T e m p

2

. 3

. 1

. 3 C o m b u s t i o n C o n t r o l s

C o m b u s t i o n c o n t r o l s s u c h a s f l u e g a s r e c i r c u l a t i o n ( F G R )

, r e d u c i n g a i r p r e h e a t

t e m p e r a t u r e ( R A P )

, o x y g e n t r i m ( O T )

, l o w e x c e s s a i r ( L E A )

, o v e r

- f i r e a i r ( O F A )

, s t a g e d

c o m b u s t i o n a i r ( S C A )

, a n d l o w N O

x b u r n e r s ( L N B )

, c a n b e u s e d t o r e d u c e N O

x e m i s s i o n s

d e p e n d i n g o n t h e t y p e o f b o i l e r

, c h a r a c t e r i s t i c s o f f u e l a n d m e t h o d o f f

i r i n g

. I n p r a c t i c e

,

c o m b u s t i o n c o n t

r o l s h a v e n o t p r o v i d e d t h e s a m e d e g r e e o f N O

x c o n t r o l s a s p r o v i d e d b y a d d

- o n

p o s t c o m b u s t i o n c o n t r o l t e c h n o l o g i e s

, b u t a r e g e n e r a l l y u s e d i n c o n j u n c t i o n w i t h a d d

- o n c o n t r o l s

,

s u c h a s S N C R

, t o i n c r e a s e t h e N O

x r e m o v a l e f f i c i e n c y

. N e w d e v e l o p m e n t s i n L N B t e c h n o l o g i e sB A R T A n a l y s i s 

### 1 9 A u g u s t 2 0 0 7

N e b r a s k a C i t y S t a t i o n U n i t 1 h a v e d e m o n s t r a t e d s u b s t a n t i a l r e d u c t i o n s i n N O

x f o r m a t i o n

, h o w e v e r

, o n l y l i m i t e d d a t a a r e

a v a i l a b l e t h a t d e m o n s t

r a t e c o n t r o l p o t e n t i a l a p p r o a c h i n g t h a t o f S C R s y s t e m s

. C o m b u s t i o n

c o n t r o l s h a v e b e e n i n c o m m e r c i a l u s e o n i n d u s t r i a l a n d u t i l i t y b o i l e r s a n d a r e c o n s i d e r e d a

f e a s i b l e N O

x c o n t r o l t e c h n o l o g y

.

2

. 3

. 2 N O x C o n t r o l T e c h n o l o g y E f f e c t i v e n e s s

E f f e c t i v e n e s s i s m e a s u r e d b y t h e a m o u n t o f N O

x r e m o v e d b y e a c h c o n t r o l t e c h n o l o g y

b a s e d o n a c o m

p a r i s o n o f t h e c o n t r o l l e d e m i s s i o n r a t e s t o t h e u n c o n t r o l l e d b a s e l i n e e m i s s i o n r a t e

o f N C 1

. T a b l e 4 p r o v i d e s a s u m m a r y o f t h e N O

x c o n t r o l t e c h n o l o g y e f f e c t i v e n e s s

.

T a b l e 4

N O

x C o n t r o l T e c h n o l o g y E f f e c t i v e n e s s

I d e n t i f i e d

C o n t r o l T e c h n o l o g y E m i s s i o n R a t e

( l b / M M B t u ) P o t e n t i a l

E m i s s i o n s

( t p y ) A T o n s N O

x

R e m o v e d

( t p y )

N C 1 B a s e l i n e 0

. 5 7 3 1 7

, 0 0 8 N A

L N B / O F A 0

. 2 3 6

, 8 2 7 1 0

, 1 8 1

L N B / O F A + S C R 0

. 0 8 2

, 3 7 5 1 4

, 6 3 3

A B a s e d o n 2 4

- h o u r m a x i m u m a c t u a l e m i s s i o n s

, a m a x i m u m h e a t i n p u t o f 6 7 7 6

. 8 M M B t u / h r a n d

1 0 0 % c a p a c i t y f

a c t o r

. N o t e t h a t t h e p o t e n t i a l t o n s / y e a r v a l u e f o r t h e B a s e l i n e i s a n

o v e r e s t i m a t e

, a s i t i s c a l c u l a t e d u s i n g t h e m a x i m u m 2 4

- h o u r e m i s s i o n s r e a l i z e d o v e r t h e 3

- y e a r

b a s e l i n e p e r i o d

, a n d a 1 0 0 % c a p a c i t y f a c t o r

. T h u s

, t h e t o n s / y r r e m o v e d v a l u e s a r e a l s o

c o n s e r v a t i v e l y h i g h

.

I t i s g e n e r a l l y n o t p r a c t i c a l t o i n s t a l l h i g h e r e f f i c i e n c y N O

x c o n t r o l t e c h n o l o g i e s w i t h o u t

f i r s t o p t i m i z i n g c o m

b u s t i o n c o n t

r o l s

. R e d u c i n g t h e b a s e l i n e c o n c e n t r a t i o n o f N O

x t o b e

c o n t r o l l e d p r o v i d e s t h e b e n e f

i t o f l o n g e r c a t a l y s t l i f

e a n d l e s s r e a g e n t u s a g e f o r a d d

- o n N O

x

c o n t r o l t e c h n o l o g i e s

. F u r t h e r m o r e

, l o w N O

x c o m b u s t i o n c o n t r o l s m a y p r o v i d e t h e r e q u i r e d t a r g e t

l e v e l o f c o n t r o l w i t h o u t t h e n e e d f o r a d d o n c o n t r o l

.

N C 1 a l r e a d y h a s o v e r f

i r e a i r

, w h i c h p r o v i d e s a m o d e s t l e v e l o f N O

x c o n t r o l

. T h e B A R T

o p t i o n s f o r f u r t h e r c o n t

r o l o f N O

x e m i s s i o n s f

r o m t h e N C 1 h a v e b e e n e v a l u a t e d i n a s t a g e d

a p p r o a c h

. T h e f

i r s t o p t i o n w o u l d b e t h e i n s t a l l a t i o n a n d o p t i m i z a t i o n o f m o d e r n l o w N O

x

c o m b u s t i o n t e c h n o l o g y

. T h e s e c o n d o p t i o n i n v o l v e s t h e a p p l i c a t i o n o f a d d

- o n c o n t r o l s

,

s p e c i f i c a l l y S C R

, i n a d d i t i o n t o t h e l o w N O

x c o m b u s t i o n c o n t r o l l e d s o u r c e

.

2

. 3

. 3 E v a l u a t i o n o f I m p a c t s

T h e f o l l o w i n g s e c t i o n s p r e s e n t a d e t a i l e d e v a l u a t i o n o f t h e i m p a c t s o f e m

p l o y i n g t h e

f e a s i b l e c o n t

r o l t e c h n o l o g i e s t o c o n t

r o l N O

x e m i s s i o n s f

r o m N C 1

. A s s o c i a t e d i m p a c t s i n c l u d e :

c o s t o f c o m

p l i a n c e

, e n e r g y

, n o n

- a i r q u a l i t y e n v i r o n m e n t a l i m p a c t s

, a n d r e m a i n i n g u s e f u l l i f e

.

V i s i b i l i t y i m

p a i r m e n t i s d i s c u s s e d s e p a r a t e l y u n d e r S e c t i o n 2

. 5

.B A R T A n a l y s i s 

### 2 0 A u g u s t 2 0 0 7

N e b r a s k a C i t y S t a t i o n U n i t 1 2

. 3

. 3

. 1 C o s t o f C o m p l i a n c e

T a b l e 5 s u m m a r i z e s t h e c a p i t a l a n d a n n u a l o p e r a t i n g c o s t s a s s o c i a t e d w i t h r e t r o f i t t i n g

N O

x c o n t r o l s y s t e m s t o N C 1

. D e t a i l e d c o s t s e s t i m a t e s i n d i c a t i n g s o u r c e s f o r e a c h c o s t c a t e g o r y

h a v e b e e n i n c l u d e d i n A p p e n d i x A

.

T a b l e 5

N O

x C o s t o f C o m p l i a n c e

T e c h n o l o g y O p t i o n s D e s c r i p t i o n

L N B / O F A

+ S C R L N B / O F A

E m i s s i o n R a t e ( l b /

M M B t u ) 0

. 0 8 0

. 2 3

E m i s s i o n R e d u c t i o n ( t p y ) 1 4

, 6 3 3 1 0

, 1 8 1

C a p i t a l C o s t ( $ ) 2 6 5

, 4 5 5

, 0 0 0 2 1

, 0 5 0

, 0 0 0

A n n u a l i z e d C a p i t a l C o s t ( $ ) 2 1

, 3 0 0

, 0 0 0 1

, 6 9 0

, 0 0 0

A n n u a l O p e r a t i n g C o s t ( $ ) 1 6

, 9 1 0

, 0 0 0 0

T o t a l A n n u a l i z e d C o s t ( $ ) 3 8

, 2 1 0

, 0 0 0 1

, 6 9 0

, 0 0 0

T o t a l C o s t E f

f e c t i v e n e s s $ 2

, 6 3 3 / t o n $ 1 6 6 /

t o n

I n c r e m e n t a l C o s t E f

f e c t i v e n e s s $ 8

, 2 7 5 /

t o n $ 1 6 6 /

t o n A

T h e c o s t e f

f e c t i v e n e s s o f t h e m

u l t i p l e c o n t

r o l o p t i o n ( i

. e

. , L N B / O F A + S C R ) i n c l u d e s t h e

t o t a l a n n u a l i z e d c o s t f

o r a l l r e q u i r e d c o n t r o l e q u i p m e n t

. T h e c o s t o f L N B / O F A + S C R i n c l u d e s

t h e c o s t o f b o t h t h e L N B / O F A s y s t e m

, a s w e l l a s t h e S C R s y s t e m

. C o s t s f o r b o t h c o n t

r o l

e q u i p m e n t s y s t e m s a r e i n c l u d e d b e c a u s e t h e c o n t r o l l e d e m i s s i o n s o f e a c h c o n t r o l s c e n a r i o a r e

c o m p a r e d t o t h e b a s e l i n e e m i s s i o n s o f N C 1 t o o b t a i n “ T o t a l C o s t E f f e c t i v e n e s s

. ” I n a d d i t i o n

, a

s e p a r a t e c a l c u l a t i o n i s m a d e t o e s t i m a t e t h e “ I n c r e m e n t a l C o s t E f f e c t i v e n e s s

. ” F o r t h a t

c a l c u l a t i o n

, t h e a d d e d a n n u a l c o s t o f t h e n e x t m o s t s t r i n g e n t o p t i o n ( S C R ) i s d i v i d e d b y j u s t t h e

i n c r e m e n t a l t o n s / y e a r r e m o v e d c o m p a r e d t o t h e p r i o r o p t i o n ( L N B / O F A )

.

F i g u r e 2 p r o v i d e s a l e a s t c o s t c u r v e t h a t c o m p a r e s t h e t w o e v a l u a t e d c o n t r o l s c e n a r i o s t o

a i d i n e v a l u a t i n g t h e m o s t c o s t

- e f f e c t i v e c o n t

r o l t e c h n o l o g y o p t i o n

.B A R T A n a l y s i s 

### 2 1 A u g u s t 2 0 0 7

N e b r a s k a C i t y S t a t i o n U n i t 1 F i g u r e 2

L e a s t C o s t C u r v e

2

. 3

. 3

. 2 E n e r g y I m p a c t

T h e r e i s n o s i g n i f

i c a n t e n e r g y p e n a l t y a s s o c i a t e d w i t h t h e u s e o f c o m b u s t i o n c o n t r o l s

.

M o d e r n l o w N O

x b u r n e r s c a n p r o v i d e e q u i v a l e n t e f f i c i e n c y a s c o m

p a r e d t o o l d e r c o m m o n

b u r n e r s

. T h e a p p l i c a t i o n o f a n S C R s y s t e m w o u l d c o n s u m e p o w e r a n d r e d u c e e f f i c i e n c y

, t h e r e b y

d e c r e a s i n g e n e r g y a v a i l a b l e t o c o n s u m e r s

. T h e s e e n e r g y i m p a c t s a r e i n c l u d e d i n t h e o p e r a t i o n a l

c o s t s a s p a r t o f t h e e c o n o m i c i m p a c t a n a l y s i s

.

2

. 3

. 3

. 3 N o n

- A i r Q u a l i t y E n v i r o n m e n t a l I m p a c t s

T h e r e a r e n o n o n

- a i r q u a l i t y r e l a t e d i m p a c t s a s s o c i a t e d w i t h c o m b u s t i o n c o n t r o l s

.

H o w e v e r

, S C R r e q u i r e s s o m e f o r m o f a m m o n i a ( N H 3 ) s o u r c e f o r o p e r a t i o n

. T h i s c a n b e s t o r e d i n

l i q u i d

, s o l i d o r g a s

, a n d p r o c e s s e d o n s i t e f o r u s e

. D e p e n d i n g o n q u a n t i t i e s s t o r e d

, r i s k

m a n a g e m e n t r e q u i r e m e n t s m a y a p p l y

. A l s o

, p r o d u c t i o n o f a m m o n i a p r i m a r i l y u s e s a f i n i t e

r e s o u r c e ( n a t u r a l g a s )

, s o u s e o f a m m o n i a c o u l d h a v e l o n g t e r m c o n s e q u e n c e s o n f o s s i l f u e l

s u p p l i e s

. I n a d d i t i o n

, S C R m a y c a u s e e n o u g h a m m o n i a a c c u m u l a t i o n i n a s h t o m a k e t h e a s h n o t

u s a b l e f o r c e m e n t a n d o t h e r b e n e f i c i a l u s e s

. C u r r e n t l y

, t h e p l a n t s e l l s m u c h o f i t s a s h f

o r s u c h

b e n e f i c i a l u s e s

. I f t h e a s h i s c o n t a m i n a t e d b y a m m o n i a

, t h e n e c e s s a r y l a n d f i l l i n g w o u l d h a v e

e n v i r o n m e n t a l i m

p a c t s i n t h e f

o r m o f a d d i t i o n a l l a n d u s e

.

2

. 3

. 3

. 4 R e m a i n i n g U s e f u l L i f e

T h e r e m a i n i n g u s e f

u l l i f e o f N C 1 i s g r e a t e r t h a n 2 0 y e a r s u n d e r t h e c u r r e n t O P P D e n e r g y

r e s o u r c e p l a n

. T h e r e f

o r e

, t h e r e m a i n i n g u s e f

u l l i f e h a s n o i m

p a c t o n t h e a n n u a l i z e d e s t i m a t e d

c o n t r o l t e c h n o l o g y c o s t u n d e r t h e c u r r e n t r e g u l a t o r y f r a m e w o r k

. H o w e v e r

, f

u t u r e C O 2 c o n t r o l

r e q u i r e m e n t s a r e p o s s i b l e i n t h e n e a r t e r m a n d t h o s e c o n t r o l r e q u i r e m e n t s c r e a t e c o n s i d e r a b l e 

### 0 1 0

, 0 0 0 2 0

, 0 0 0 3 0

, 0 0 0 4 0

, 0 0 0 5 0

, 0 0 0 6 0

, 0 0 0 7 0

, 0 0 0 8 0

, 0 0 0

0 5

, 0 0 0 1 0

, 0 0 0 1 5

, 0 0 0 2 0

, 0 0 0 2 5

, 0 0 0 3 0

, 0 0 0

E x p e c t e d N O x R e d u c t i o n ( t o n s )TotalAnnualizedCost($1,000)

L N B / O F A

+ S C R

L N B / O F AB A R T A n a l y s i s 

### 2 2 A u g u s t 2 0 0 7

N e b r a s k a C i t y S t a t i o n U n i t 1 p l a n n i n g u n c e r t a i n t y t h a t w e i g h a g a i n s t O P P D m a k i n g a m a j o r c a p i t a l i n v e s t m e n t f

o r p o l l u t i o n

c o n t r o l e q u i p m e n t u n t i l f

u r t h e r u n d e r s t a n d i n g i s g a i n e d o n t h e p l a n n i n g i m p l i c a t i o n s o f a n y f

u t u r e

C O 2 c o n t r o l r e q u i r e m e n t s f o r N C S

. I f s i g n i f

i c a n t C O 2 e m i s s i o n s r e d u c t i o n s a r e m a n d a t e d

n a t i o n a l l y i n t h e n e x t f

e w y e a r s

, t h e r e m a i n i n g u s e f u l l i f e o f t h e f a c i l i t y c o u l d b e s h o r t e n e d t o l e s s

t h a n 2 0 y e a r s

, m a k i n g t h e a n n u a l i z e d c o s t s o f p r o s p e c t i v e c o n t r o l s s u b s t a n t i a l l y h i g h e r

.



### 2

. 4 B A R T f

o r P a r t i c u l a t e M a t t e r ( P M )

T h e o b j e c t i v e o f t h i s a n a l y s i s i s t o d e t e r m i n e B A R T f o r p a r t i c u l a t e m a t t e r ( P M )

e m i s s i o n s f

r o m N C 1

. P M e m i s s i o n s a r e c o m p r i s e d o f b o t h a c o a

r s e a n d f i n e c o m p o n e n t

. F i n e

p a r t i c u l a t e m a t t e r ( P M F ) i s d e f i n e d a s h a v i n g a n a e r o d y n a m i c d i a m e t e r o f l e s s t h a n o r e q u a l t o

2

. 5 m i c r o n s

. C o a r s e p a

r t i c u l a t e m a t t e r ( P M C ) h a s a n a e r o d y n a m i c d i a m e t e r g r e a t e r t h a n P M 2

. 5 ,

b u t l e s s t h a n o r e q u a l t o 1 0 m i c r o n s

. F o r n o n

- c o n d e n s a b l e P M e m i s s i o n s

, c o n t

r o l t e c h n o l o g i e s

g e n e r a l l y c o n t

r o l b o t h P M F a n d P M C e m i s s i o n s

. T h e r e f o r e

, f o r p u r p o s e s o f t h e t e c h n o l o g y

e f f e c t i v e n e s s c o m

p a r i s o n

, t h e u s e o f t h e t e r m P M w i l l r e f e r t o b o t h P M C a n d P M F

. T h e v i s i b i l i t y

i m p a c t a n a l y s i s a n d a s s o c i a t e d d i s p e r s i o n m o d e l i n g t a k e i n t o a c c o u n t b o t h t h e P M F a n d P M C

e m i s s i o n s

.

T h i s s e c t i o n p r o v i d e s a r e v i e w o f t h e a v a i l a b l e P M c o n t r o l t e c h n o l o g i e s a n d t h e i r

c o m p a r a t i v e e f

f e c t i v e n e s s

. P r o p o s e d B A R T d e t e r m i n a t i o n s

, d i s c u s s e d i n C h a p t e r 3

, t a k e i n t o

a c c o u n t m o d e l e d v i s i b i l i t y i m p a c t s

, w h i c h a r e p r o v i d e d c o m m o n l y f o r a l l p o l l u t a n t s i n S e c t i o n

2

. 5

.

P M e m i s s i o n s f

r o m c o a l f

i r e d c o m b u s t i o n r e s u l t f

r o m t h e c o m

b i n a t i o n o f t h e b o i l e r f

i r i n g

c o n f i g u r a t i o n

, b o i l e r o p e r a t i o n

, a n d c o a l p r o p e r t i e s

. U n c o n t r o l l e d P M e m i s s i o n s f

r o m c o a l

- f

i r e d

b o i l e r s t y p i c a l l y i n c l u d e a s h f r o m t h e c o m

b u s t i o n o f t h e f

u e l a s w e l l a s u n b u r n e d c a r b o n r e s u l t i n g

f r o m i n c o m

p l e t e c o m b u s t i o n

. H o w e v e r

, i n p u l v e r i z e d c o a l s y s t e m s

, c o m b u s t i o n i s n e a

r l y

c o m p l e t e a n d P M e m i s s i o n s a r e c o m p o s e d p r i m a r i l y o f i n o r g a n i c a s h r e s i d u e s a n d c o n t a m i n a n t s

i n t h e f u e l

.

B e y o n d i m

p l e m e n t a t i o n o f g o o d c o m b u s t i o n p r a c t i c e s

, c o n t

r o l o f P M e m i s s i o n s i s

a c h i e v e d t h r o u g h t h e a d d i t i o n o f e q u i p m e n t d o w n s t r e a m o f t h e c o m

b u s t i o n d e v i c e

. N C 1 u t i l i z e s

a n e l e c t r o s t a t i c p r e c i p i t a t o r t o c o n t r o l P M e m i s s i o n s

. S l i g h t l y g r e a t e r c o n t r o l c o u l d b e o b t a i n e d

b y i n s t a l l i n g a f

a b r i c f i l t e r

, b u t b e c a u s e d i r e c t P M e m i s s i o n s h a v e a n e g l i g i b l e m o d e l e d i m p a c t o n

C l a s s I a r e a v i s i b i l i t y

, a f

a b r i c f i l t e r f o r c o n t r o l l i n g P M a l o n e i s n o t c o n s i d e r e d i n t h i s a n a l y s i s

.

H o w e v e r

, a f

a b r i c f i l t e r w o u l d b e n e e d e d i f F G D i s i n s t a l l e d f o r S O 2 c o n t r o l

, a n d t h u s

, i s i n c l u d e d

i n t h e e v a l u a t i o n o f p o t e n t i a l S O 2 c o n t r o l

.B A R T A n a l y s i s 

### 2 3 A u g u s t 2 0 0 7

N e b r a s k a C i t y S t a t i o n U n i t 1 

### 2

. 5 V i s i b i l i t y I m p a c t s A n a l y s i s

T h i s B A R T a n a l y s i s u t i l i z e d t h e E P A

- a p p r o v e d C A L P U F F d i s p e r s i o n m o d e l t o e s t i m a t e

t h e v i s i b i l i t y i m

p a i r m e n t o f e a c h c o n t

r o l a l t e r n a t i v e a t s e v e r a l C l a s s I a r e a s i n u n i t s o f d e c i v i e w s

( d V )

. T o c o m

p a r e t h e v i s i b i l i t y i m

p a c t s o f v a r i o u s a l t e r n a t i v e c o n t r o l o p t i o n s o n a c o m m o n

b a s i s

, t h e p r e

- B A R T i m

p a c t s a n d t h e i m

p a c t s o f e a c h a l t e r n a t i v e c o n t r o l o p t i o n w e r e e v a l u a t e d

a g a i n s t t h e 9 8 t h p e r c e n t i l e v i s i b i l i t y i m p a c t m e a s u r e d i n d V

. T h u s

, v i s i b i l i t y i m p a c t s o f t h e

c o n t r o l a l t e r n a t i v e s a

r e e v a l u a t e d i n t h e s a m e m a n n e r a s f o r t h e B A R T

- s u b

j e c t m o d e l i n g a n a l y s i s

( H D R 2 0 0 6 )

.

T h e c h a n g e i n d V i m

p a c t s ( 9 8 t h p e r c e n t i l e ) f

o r a g i v e n d e c r e a s e i n e m i s s i o n s i s n o t a

f i x e d a m o u n t

, b u t d e p e n d s i n s t e a d o n t h e s t a r t i n g p o i n t i n e m i s s i o n s o f N O

x a n d o t h e r p o l l u t a n t s

.

F o r e x a m p l e

, i f o n e r e d u c e d N O

x b y 5 0 %

, w i t h o u t a n y o t h e r a d d i t i o n a l c o n t r o l s a p p l i e d f o r a n y

p o l l u t a n t

, t h e c h a n g e i n d V w o u l d b e d i f f e r e n t t h a n i f o n e f

i r s t a p p l i e d S O 2 r e d u c t i o n s a s s o c i a t e d

w i t h a S D A / F F r e t

r o f i t

, a n d t h e n a p p l i e d a N O

x r e d u c t i o n o f 5 0 %

. T h e r e f o r e

, t o e s t i m a t e t h e d V

i n c r e m e n t a l c h a n g e s f

o r e a c h c o n t r o l t e c h n o l o g y a l t e r n a t i v e

, i t i s n e c e s s a r y t o p l a c e t h e

a l t e r n a t i v e s i n s o m e s u b

j e c t i v e o r d e r

.

F o r a g i v e n p o l l u t a n t

, i t m a k e s s e n s e t o o r d e r t h e c o n t r o l a l t e r n a t i v e s o r s c e n a

r i o s i n t e r m s

o f i n c r e a s i n g c o m

p l e x i t y o f t h e c o n t

r o l s

, a n d m o r e i m

p o r t a n t l y

, i n t e r m s o f i n c r e a s i n g c o s t p e r

a m o u n t o f v i s i b i l i t y i m

p r o v e m e n t

. G i v e n t h a t o n e n e e d s t o c o n s i d e r c o n t r o l f o r m u l t i p l e

p o l l u t a n t s

, i t w a s d e c i d e d t o o r d e r t h e s c e n a r i o s s t a r t i n g f i r s t w i t h t h e L N B / O F A f

o r N O

x c o n t r o l

,

f o l l o w e d b y a n S D A s y s t e m f o r S O 2 c o n t r o l i n c o n

j u n c t i o n w i t h L N B / O F A

, a n d f i n a l l y t h e

a d d i t i o n o f S C R t o t h e L N B / O F A / S D A c o m b i n a t i o n t o f

u r t h e r c o n t

r o l N O

x e m i s s i o n s

. T h e

L N B / O F A s y s t e m w a s a p p l i e d f i r s t

, b e c a u s e i t i s t h e m o s t c o s t

- e f f e c t i v e c o n t r o l m e a s u r e

. T h e

S O 2 c o n t r o l s c e n a r i o w a s a p p l i e d s e c o n d

, b e c a u s e p r e l i m i n a r y m o d e l i n g r e s u l t s i n d i c a t e d t h a t i t

w o u l d b e t h e n e x t m o s t e f f e c t i v e a l t e r n a t i v e o n a $ / d V b a s i s

. T h e S C R s y s t e m w o u l d h a v e t h e

h i g h e s t $ / d V v a l u e ( l e a s t c o s t

- e f f e c t i v e )

, s o i t i s l a s t i n o r d e r o f p r e s e n t a t i o n

.

D i r e c t P M e m i s s i o n s w e r e g e n e r a l l y r e s p o n s i b l e f o r w e l l u n d e r 1 % o f t h e t o t a l p r e d i c t e d

i m p a c t

, a n d t h e r e f

o r e

, n o s c e n a r i o s w e r e c o n s i d e r e d t o f u r t h e r c o n t r o l P M e m i s s i o n s

. B a s e d o n

t h e a b o v e

, t h e s c e n a r i o s s u b

j e c t e d t o d i s p e r s i o n m o d e l i n g f o r t h e B A R T t e c h n o l o g y c o m p a r i s o n

w e r e d e v e l o p e d a n d o r d e r e d a s s h o w n b e l o w i n T a b l e 6

.

T h e s t a c k p a r a m e t e r s u s e d t o m o d e l e a c h s c e n a r i o a r e p r e s e n t e d i n T a b l e 7

. N o t e t h a t t h e

s t a c k g a s v e l o c i t y a n d t e m p e r a t u r e a r e t h e s a m e f

o r a l l o f t h e N O

x c o n t r o l s c e n a r i o s

, a s i t i s

e x p e c t e d t h a t t h e N O

x c o n t r o l o p t i o n s w o u l d h a v e l i t t l e e f f e c t o n s t a c k g a s c h a

r a c t e r i s t i c s

. T h e

o n e c o n t r o l o p t i o n t h a t w o u l d s i g n i f i c a n t l y c h a n g e s t a c k p a r a m e t e r s i s t h e i m p l e m e n t a t i o n o f t h eB A R T A n a l y s i s 

### 2 4 A u g u s t 2 0 0 7

N e b r a s k a C i t y S t a t i o n U n i t 1 S D A

. T h e S D A s y s t e m w o u l d a d d s u b s t a n t i a l w a t e r t o t h e f l u e g a s s t r e a m

, t h e r e b y c o o l i n g i t a n d

i n c r e a s i n g t h e m a s s f

l o w

, b u t d e c r e a s i n g t h e t o t a l v o l u m e f l o w r a t e t o t h e a t m o s p h e r e

.

E x c e p t f o r t h e v a r i a t i o n s i n s t a c k p a r a m e t e r s a n d e m i s s i o n r a t e s l i s t e d i n T a b l e s 6 a n d 7

,

t h e d i s p e r s i o n m o d e l i n g p r o c e d u r e s a n d i n p u t s u s e d f o r e a c h p r o s p e c t i v e B A R T c o n t r o l s c e n a r i o

w e r e i d e n t i c a l t o t h o s e p r o c e d u r e s a n d i n p u t s u s e d i n H D R ’ s B A R T

- s u b j e c t m o d e l i n g a n a l y s i s

( H D R 2 0 0 6 )

.



### T h e r e s u l t s o f t h e m o d e l i n g w e r e u s e d i n c o n j u n c t i o n w i t h t h e c o n t r o l c o s t s

p r e s e n t e d i n S e c t i o n 2

. 3

. 3

. 1 t o p r e d i c t t h e i n c r e m e n t a l i m p r o v e m e n t s i n v i s i b i l i t y f o r e a c h

s u c c e s s i v e c o n t r o l s c e n a r i o

. T h e C A L P U F F m o d e l r e s u l t s f o r t h e s e s c e n a r i o s a r e

p r e s e n t e d i n T a b l e 8

. T h e w o r s t

- c a s e o v e r a l l v i s i b i l i t y i m p a c t a t a n y C l a s s I a r e a

o c c u r r e d f

o r 2 0 0 1 m e t e o r o l o g y a t t h e H e r c u l e s G l a d e s W i l d e r n e s s A r e a i n M i s s o u r i f o r

t h e B a s e l i n e s c e n a r i o a n d f o r e a c h m o d e l e d c o n t r o l s c e n a r i o

. F o r 2 0 0 3 m e t e o r o l o g y

, t h e

w o r s t

- c a s e 9 8 t h 

### p e r c e n t i l e i m p a c t s o c c u r r e d a t t h e W i c h i t a M o u n t a i n s N a t i o n a l W i l d l i f e

R e f u g e i n O k l a h o m a f

o r e a c h c o n t r o l s c e n a r i o

. H o w e v e r

, f o r e a c h s c e n a r i o

, t h e 2 0 0 1 9 8 t h



### p e r c e n t i l e i m p a c t s a t H e r c u l e s G l a d e s w e r e g r e a t e r t h a n t h e 2 0 0 3 9 8 t h 

### p e r c e n t i l e i m p a c t s

a t W i c h i t a M o u n t a i n s

.

T a b l e 6

A n a l y z e d E m i s s i o n S c e n a r i o s f o r N C 1

N O

x M a x 2 4

- h r

A c t u a l E m i s s i o n s S O 2 M a x 2 4

- h r

A c t u a l E m i s s i o n s P M F M a x 2 4

- h r

A c t u a l E m i s s i o n s P M C M a x 2 4

- h r

A c t u a l E m i s s i o n s C o n t r o l

T e c h n o l o g y

O p t i o n ( l b / d a y ) ( l b / M M B t u ) ( l b / d a y ) ( l b / M M B t u ) ( l b / d a y ) ( l b / M M B t u ) ( l b / d a y ) ( l b / M M B t u )

E x i s t i n g

P r e

- B A R T

C o n t r o l 9 3

, 1 9 5 0

. 5 7 3 1 3 2

, 5 1 8 0

. 8 1 5 4

, 0 0 4 0

. 0 2 5 2

, 2 6 2 0

. 0 1 4

L N B / O F A 3 7

, 4 0 8 0

. 2 3 1 3 2

, 5 1 8 0

. 8 1 5 4

, 0 0 4 0

. 0 2 5 2

, 2 6 2 0

. 0 1 4

L N B / O F A

+ S D A 3 7

, 4 0 8 0

. 2 3 2 4

, 3 9 6 0

. 1 5 2

, 6 2 3 0

. 0 1 6 4 0 8 0

. 0 0 2 5

L N B / O F A

+ S D A + S C R 1 3

, 0 1 1 0

. 0 8 2 4

, 3 9 6 0

. 1 5 2

, 6 2 3 0

. 0 1 6 4 0 8 0

. 0 0 2 5

T a b l e 7

M o d e l e d S t a c k P a r a m e t e r s f o r N C 1

C o n t r o l

T e c h n o l o g y

O p t i o n L o c a t i o n

E a s t i n g

Z o n e 1 5

( u t m ) L o c a t i o n

N o r t h i n g

Z o n e 1 5

( u t m ) H e i g h t

O f E x i t

F r o m

G r o u n d

( f t ) B a s e

E l e v a t i o n

O f

G r o u n d

( f t ) S t a c k

D i a m e t e r

( f t ) V e l o c i t y

A t E x i t

( m / s e c ) E x i t G a s

T e m p e r a t u r e

( ° K )

E x i s t i n g

P r e

- B A R T 2 6 5

, 4 0 0 4

, 5 0 0

, 2 0 0 6 9 6 9 2 5 2 3

. 7 1 8

. 4 7 4 6 7B A R T A n a l y s i s 

### 2 5 A u g u s t 2 0 0 7

N e b r a s k a C i t y S t a t i o n U n i t 1 C o n t r o l

T e c h n o l o g y

O p t i o n L o c a t i o n

E a s t i n g

Z o n e 1 5

( u t m ) L o c a t i o n

N o r t h i n g

Z o n e 1 5

( u t m ) H e i g h t

O f E x i t

F r o m

G r o u n d

( f t ) B a s e

E l e v a t i o n

O f

G r o u n d

( f t ) S t a c k

D i a m e t e r

( f t ) V e l o c i t y

A t E x i t

( m / s e c ) E x i t G a s

T e m p e r a t u r e

( ° K )

C o n t r o l

L N B / O F A 2 6 5

, 4 0 0 4

, 5 0 0

, 2 0 0 6 9 6 9 2 5 2 3

. 7 1 8

. 4 7 4 6 7

L N B / O F A

+ S D A 2 6 5

, 4 0 0 4

, 5 0 0

, 2 0 0 6 9 6 9 2 5 2 3

. 7 2 4

. 0 8 3 5 2

L N B / O F A

+ S D A + S C R 2 6 5

, 4 0 0 4

, 5 0 0

, 2 0 0 6 9 6 9 2 5 2 3

. 7 2 4

. 0 8 3 5 2

T a b l e 8

V i s i b i l i t y M o d e l i n g R e s u l t s f o r N C 1

2 0 0 1 2 0 0 2 2 0 0 3 C o n t r o l

T e c h n o l o g y

O p t i o n C l a s s I

A r e a

W i t h

G r e a t e s t

I m p a c t M o d e l e d

9 8 t h

P e r c e n t i l e

V a l u e

( d e c i v i e w ) N o

. O f

D a y s

E x c e e d i n g

0

. 5

d e c i v i e w M o d e l e d

9 8 t h

P e r c e n t i l e

V a l u e

( d e c i v i e w ) N o

. O f

D a y s

E x c e e d i n g

0

. 5

d e c i v i e w M o d e l e d

9 8 t h

P e r c e n t i l e

V a l u e

( d e c i v i e w ) N o

. O f

D a y s

E x c e e d i n g

0

. 5

d e c i v i e w

P r e

- B A R T

B a s e l i n e H e r c u l e s

G l a d e s

( M O ) 0

. 9 3 3 1 4 0

. 5 5 6 9 0

. 6 8 6

( W M O ) A 1 0

( W M O ) A

L N B / O F A H e r c u l e s

G l a d e s

( M O ) 0

. 6 2 1 9 0

. 3 5 8 2 0

. 5 2 4

( W M O ) A 9

( W M O ) A

L N B / O F A

+ S D A H e r c u l e s

G l a d e s

( M O ) 0

. 2 3 3 0 0

. 1 6 7 1 0

. 1 7 4

( W M O ) A 3

( W M O ) A

L N B / O F A

+ S D A + S C R H e r c u l e s

G l a d e s

( M O ) 0

. 1 4 7 0 0

. 0 8 9 0 0

. 1 1 7

( W M O ) A 0

A W h i l e o v e r a l l m a x i m u m i m p a c t s a r e p r e d i c t e d a t H e r c u l e s G l a d e s

, t h e m a x i m u m i m p a c t s f o r 2 0 0 3

M e t e o r o l o g y w e r e p r e d i c t e d a t W i c h i t a M o u n t a i n s ( W M O )

, O k l a h o m a

.B A R T A n a l y s i s 

### 2 6 A u g u s t 2 0 0 7

N e b r a s k a C i t y S t a t i o n U n i t 1



## C H A P T E R 3

. 0

– P R O P O S E D B A R T S E L E C T I O N

3

. 1 I n c r e m e n t a l V i s i b i l i t y I m p r o v e m e n t C o m p a r i s o n

B a s e d o n t h e a n a l y s i s o f a v a i l a b l e r e t r o f i t t e c h n o l o g i e s p r o v i d e d i n C h a p t e r 2

, s u b s t a n t i a l

N O

x r e d u c t i o n s c a n b e a c h i e v e d b y i n s t a l l i n g m o d e r n l o w

- N O

x c o m b u s t i o n t e c h n o l o g y o n N C 1

.

O n c e o p t i m i z e d f

o r m a x i m i z i n g N O

x c o n t r o l

, t h i s t e c h n o l o g y s h o u l d b e a b l e t o m e e t t h e E P A ’ s

p r e s u m p t i v e l i m i t o f 0

. 2 3 l b / M M B t u

. C o s t i n f o r m a t i o n u s e d i n c o n

j u n c t i o n w i t h v i s i b i l i t y

m o d e l i n g r e s u l t s i n d i c a t e s t h a t t h e i m p l e m e n t a t i o n o f m o d e r n l o w N O

x c o m b u s t i o n t e c h n o l o g y t o

m e e t t h e p r e s u m

p t i v e N O

x l i m i t w o u l d r e s u l t i n a n o v e r a l l a n n u a l i z e d c o s t o f $ 1

, 6 9 0

, 0 0 0 w i t h a n

i n c r e m e n t a l v i s i b i l i t y i m

p a i r m e n t i m

p r o v e m e n t c o s t o f $ 5

, 4 3 4

, 0 0 0 / d V

. T h i s i s b a s e d o n a

m o d e l e d i m

p r o v e m e n t o f v i s i b i l i t y i m p a i r m e n t o f 0

. 3 1 1 d V f

r o m t h e b a s e l i n e v a l u e o f 0

. 9 3 3 d V

.

T h e m o d e l e d v i s i b i l i t y i m p a i r m e n t o f N C 1

, i n c o r

p o r a t i n g m o d e r n l o w N O

x c o m b u s t i o n

t e c h n o l o g y t o m e e t t h e p r e s u m p t i v e l i m i t f

o r N O

x , w o u l d b e 0

. 6 2 1 d V o n a 9 8 t h p e r c e n t i l e b a s i s

.

F u r t h e r c o n t

r o l s b e y o n d t h e l e v e l o f m o d e r n l o w N O

x c o m b u s t i o n t e c h n o l o g y w o u l d

c o m e a t a s u b s t a n t i a l l y h i g h e r i n c r e m e n t a l c o s t p e r d e c i v i e w ( d V ) a n d w o u l d n o t b e j u s t i f i e d

u n d e r t h e f

i v e s t a t u t o r y B A R T f

a c t o r s

, w h i c h a

r e a l s o l i s t e d i n E P A ’ s B A R T g u i d e l i n e s

. T a b l e 9

s h o w s a c o m

p a r i s o n o f t h e e s t i m a t e d i n c r e m e n t a l c o s t p e r a m o u n t o f v i s i b i l i t y i m p r o v e m e n t

, i n

u n i t s o f $ / d V

. T h e i n c r e m e n t a l c o s t s a n d v i s i b i l i t y i m p r o v e m e n t o f e a c h a d d i t i o n a l c o n t r o l o p t i o n

a r e b a s e d o n t h e c h a n g e f r o m t h e c o s t i n c r e a s e a n d v i s i b i l i t y i m p r o v e m e n t o v e r t h e p r i o r l i s t e d

c o n t r o l o p t i o n

. N o t e t h a t t h e a n n u a l i z e d c o s t s f o r t h e l a s t t w o c o n t r o l s c e n a r i o s l i s t e d ( S D A f

o r

S O 2 c o n t r o l a n d S C R f

o r N O

x c o n t r o l ) a l s o i n c l u d e t h e c o s t s f o r t h e L N B / O F A o p t i o n

.

T a b l e 9

I n c r e m e n t a l V i s i b i l i t y I m p r o v e m e n t C o s t C o m p a r i s o n

V i s i b i l i t y I m p a i r m e n t A

C o n t r o l T e c h n o l o g y

O p t i o n T o t a l

A n n u a l

C o s t

( $ / y r ) I n c r e m e n t a l

A n n u a l i z e d

C o s t

( $ / y r ) 9 8 t h %

- t i l e

( d V ) D a y s > 0

. 5

d V I n c r e m e n t a l

V i s i b i l i t y

I m p a i r m e n t

I m p r o v e m e n t

( d V ) I n c r e m e n t a l

I m p a i r m e n t

I m p r o v e m e n t

C o s t ( $ / y r / d V )

B a s e l i n e 0 0 0

. 9 3 3 1 4 0 0

L N B / O F A 1

, 6 9 0

, 0 0 0 1

, 6 9 0

, 0 0 0 0

. 6 2 1 9 0

. 3 1 1 $ 5

, 4 3 4

, 0 0 0

L N B / O F A + S D A / F F 3 6

, 4 1 0

, 0 0 0 3 4

, 7 2 0

, 0 0 0 0

. 2 3 3 0 0

. 3 8 8 $ 8 9

, 4 8 5

, 0 0 0

L N B + S D A / F F + S C R 7 4

, 6 2 0

, 0 0 0 3 8

, 2 1 0

, 0 0 0 0

. 1 4 7 0 0

. 0 8 6 $ 4 4 4

, 3 0 2

, 0 0 0

A F o r w o r s t

- c a s e y e a r o f m e t e o r o l o g y

.B A R T A n a l y s i s 

### 2 7 A u g u s t 2 0 0 7

N e b r a s k a C i t y S t a t i o n U n i t 1 A s i n d i c a t e d i n T a

b l e 9

, t h e a d d i t i o n o f S D A / F F c o n t r o l t o N C 1

, o n t o p o f t h e L o w

N O

x / O F A c o n t r o l s t o m e e t t h e p r e s u m p t i v e N O

x l i m i t

, w o u l d r e s u l t i n a n a d d i t i o n a l a n n u a l c o s t

o f $ 3 4

, 7 2 0

, 0 0 0

, a n d a t o t a l c o s t o v e r t h e 2 0

- y e a r a m o r t i z a t i o n p e r i o d o f n e a r l y $ 7 0 0 m i l l i o n

. T h i s

i s s h o w n i n T a b l e 9 a s t h e i n c r e m e n t a l a n n u a l i z e d c o s t

. T h e r e s u l t i n g v i s i b i l i t y i m p a i r m e n t

i m p r o v e m e n t w o u l d b e 0

. 3 8 8 d V b a s e d o n t h e d i f f e r e n c e b e t w e e n t h e p r e s u m p t i v e N O

x c o n t r o l

( L N B / O F A ) s c e n a

r i o

, 0

. 6 2 1 d V

, a n d t h e i m p a c t f o r L N B / O F A + S D A / F F s c e n a r i o

, o f 0

. 2 3 3 d V

.

B e c a u s e o f t h e r e l a t i v e l y s m a l l i m p r o v e m e n t o f v i s i b i l i t y i m p a i r m e n t ( 0

. 3 8 8 ) a n d t h e h i g h

i n c r e m e n t a l c o s t o f a d d i n g S D A / F F t o N C 1

, t h e i n c r e m e n t a l i m p a i r m e n t i m

p r o v e m e n t c o s t w o u l d

b e n e a r l y $ 9 0

, 0 0 0

, 0 0 0 p e r y e a r p e r d V o f v i s i b i l i t y i m p r o v e m e n t

. T h e e s t i m a t e d i n c r e m e n t a l

v i s i b i l i t y i m

p r o v e m e n t f

o r t h i s s c e n a r i o i s w e l l b e l o w t h e m i n i m u m p e r c e p t i b l e d V c h a n g e

, b a s e d

o n a s t u d y p u b l i s h e d i n t h e J o u r n a l o f t h e A i r & W a s t e M a n a g e m e n t A s s o c i a t i o n ( H e n r y

, 2 0 0 2 )

.

T h e c i t e d a r t i c l e s h o w s t h a t p e r c e p t i b i l i t y o f a c h a n g e i n d e c i v i e w s v a r i e s w i t h b a c k g r o u n d

c o n d i t i o n s

, a n d u n d e r o p t i m u m ( p r i s t i n e ) c o n d i t i o n s

, c a n b e a s l o w a s 1

. 5 t o 2 d V

. T h u s

, t h e

e s t i m a t e d i m

p r o v e m e n t i n v i s i b i l i t y t o b e g a i n e d b y i n s t a l l i n g S D A / F F t e c h n o l o g y o n N C 1 w o u l d

n o t b e e x p e c t e d t o b e d i s c e r n a b l e

, e v e n u n d e r o p t i m u m v i e w i n g c o n d i t i o n s

. E x p e n d i n g $ 7 0 0

m i l l i o n o v e r 2 0 y e a r s i s n o t a r e a s o n a b l e p r i c e t o p a y f o r a p r e d i c t e d i m

p r o v e m e n t i n v i s i b i l i t y

t h a t i s f a r b e l o w t h e t h r e s h o l d o f h u m a n p e r c e p t i o n

. A l s o

, b e c a u s e o f t h e c o n s e r v a t i v e e m i s s i o n s

e s t i m a t e s i n p u t t o t h e B A R T m o d e l i n g a n a l y s i s

, t h e p r e d i c t e d i m p a c t i m p r o v e m e n t s a

r e e x p e c t e d

t o b e c o n s e r v a t i v e l y h i g h

. T h u s

, a c t u a l v i s i b i l i t y i m p r o v e m e n t f

o r S D A / F F i n s t a l l a t i o n a n d

o p e r a t i o n

, o n a 9 8 t h p e r c e n t i l e b a s i s

, i s e x p e c t e d t o b e m u c h l e s s t h a n t h e m o d e l e d 0

. 3 8 8 d V

.

T h e a d d i t i o n o f m o r e s t

r i n g e n t N O

x c o n t r o l s o n t o p o f t h e m o d e r n l o w N O

x c o m b u s t i o n

t e c h n o l o g y a n d S D A / F F c o n t r o l s w a s a l s o e v a l u a t e d i n t h e s a m e i n c r e m e n t a l f a s h i o n

. T h e

a d d i t i o n o f S C R c o n t

r o l s w o u l d r e s u l t i n a n e x t r e m e l y h i g h i n c r e m e n t a l i m p a i r m e n t i m

p r o v e m e n t

c o s t o f $ 4 4 4

, 3 0 2

, 0 0 0 p e r y e a r p e r d V

.



### 3

. 2 P r o p o s e d B A R T

A r e v i e w o f B A R T p r o p o s a l s f o r s i m i l a r c o a l

- f i r e d u n i t s i n o t h e r s t a t e s

, a n d i n d u s t r i a l

f a c i l i t i e s i n n o r t h e r n M i n n e s o t a

, s h o w s p r o p o s e d v i s i b i l i t y i m p a i r m e n t v a l u e s

, a f

t e r

i m p l e m e n t a t i o n o f B A R T c o n t r o l s

, r a n g i n g f r o m 0

. 6 7 5 d V t o 4

. 0 d V o n a 9 8 t h p e r c e n t i l e b a s i s f o r

t h e i n d i v i d u a l f

a c i l i t i e s

. T h e a s s o c i a t e d p r o p o s e d v i s i b i l i t y i m p a i r m e n t i m

p r o v e m e n t c o s t s a

r e

g e n e r a l l y l e s s t h a n $ 1 0

, 0 0 0

, 0 0 0 p e r y e a r p e r d V i m p r o v e m e n t

. T a b l e 1 0 p r o v i d e s a s u m m a r y o f

B A R T p r o p o s a l s f

o r o t h e r f a c i l i t i e s

, a l o n g w i t h O P P D ’ s B A R T p r o p o s a l f o r c o m p a r i s o n

.

T h e N e b r a s k a C i t y U n i t 1 B A R T a n a l y s i s d e m o n s t r a t e s t h a t t h e i n s t a l l a t i o n a n d

o p t i m i z a t i o n o f m o d e r n l o w N O

x c o m b u s t i o n t e c h n o l o g y e m i s s i o n c o n t r o l s t o m e e t t h e E P A ’ sB A R T A n a l y s i s 

### 2 8 A u g u s t 2 0 0 7

N e b r a s k a C i t y S t a t i o n U n i t 1 p r e s u m p t i v e e m i s s i o n l i m i t f

o r N O

x w o u l d r e s u l t i n v i s i b i l i t y i m p a c t s a b o v e t h e 0

. 5 d V d e

m i n i m i s t h r e s h o l d a p p l i c a b l e f o r B A R T

- e x e m

p t i o n m o d e l i n g

. H o w e v e r

, t h e a d d i t i o n o f f u r t h e r

c o n t r o l s w o u l d c o m e a t a s u b s t a n t i a l l y h i g h e r i n c r e m e n t a l c o s t p e r d e c i v i e w

. F u r t h e r m o r e

, i n

c o m p a r i s o n t o o t h e r B A R T p r o p o s a l s m a d e b y f a c i l i t i e s i n t h e c e n t r a l a n d w e s t e r n U S

, a f i n a l

v i s i b i l i t y i m

p a i r m e n t t a

r g e t o f 0

. 6 2 1 d V u t i l i z i n g m o d e r n l o w N O

x c o m b u s t i o n t e c h n o l o g y i s

c o n s i d e r e d r e a s o n a b l e a n d w i t h i n t h e s a m e r a n g e o f c o s t e f f e c t i v e n e s s f

o r c o n t r o l s p r o p o s e d b y

o t h e r f a c i l i t i e s

. A l s o

, t h e t o t a l o f n i n e d a y s p e r y e a r o v e r 0

. 5 d V i s b e l o w a l l o f t h e o t h e r B A R T

p r o p o s a l s t h a t r e p o r t e d t h i s v a l u e

.

T a b l e 1 0

B A R T P r o p o s a l s

P o s t

- B A R T

V i s i b i l i t y I m p a i r m e n t A

F a c i l i t y S i z e

( M W ) P r e

- B A R T

9 8 t h P e r c e n t i l e

V i s i b i l i t y

I m p a i r m e n t A

( d v / y r ) 9 8 t h %

- t i l e

( d V / y r ) D a y s > 0

. 5

d V I n c r e m e n t a l

I m p a i r m e n t

I m p r o v e m e n t

C o s t ( $ / y r / d v )

X c e l ( S h e r c o

, M N ) 1

, 3 7 9 2

. 9 3 2

. 3 6 7 2 $ 4

, 0 0 0

, 0 0 0

G R E ( S t a n t o n

, N D ) 1 8 8 1

. 6 8 0

. 6 7 1 3 $ 1 0

, 1 0 0

, 0 0 0

G R E ( C o a l C r e e k

, N D ) 1

, 1 0 0 4

. 4 8 2

. 1 5 3 2 $ 6

, 9 9 0

, 0 0 0

N o r t h s h o r e M i n i n g ( M N ) 7 5 1

. 3 0 1

. 3 0 5 8 $ 1

, 2 5 0

, 0 0 0

U n i t e d T a c o n i t e ( M N ) N A 4

. 7 0 4

. 0 0 1 1 5 N A

T r i g e n E n e r g y C o

. ( C O ) N A 0

. 7 4 6 0

. 5 6 6 N A $ 8

, 3 0 0

, 0 0 0

C E M E X L y o n s ( C O ) N A 1

. 0 2 0

. 9 6 3 N A N A

E n t e r g y

- F i r i n g N G ( L a k e

C a t h e r i n e

, A R ) 5 5 2 1

. 5 6 0

. 5 6 N A $ 4 0 0

, 0 0 0

E n t e r g y

- F i r i n g F O ( L a k e

C a t h e r i n e

, A R ) 5 5 2 3

. 4 4 3

. 0 3 N A $ 1

, 4 2 0

, 0 0 0

W h i t e B l u f

f ( A R ) 1 7 0 0 5

. 0 4 0 1

. 6 4 6 N A $ 1 3

, 1 7 0

, 0 0 0

O P P D ( N e b r a s k a C i t y U n i t 1 ) 6 5 0 0

. 9 3 3 0

. 6 2 1 9 $ 5

, 4 3 4

, 0 0 0

A F o r w o r s t

- c a s e y e a r o f m e t e o r o l o g y

.

A d d i n g c o n t

r o l o f S O 2 e m i s s i o n s a t N C S w o u l d y i e l d a n e s t i m a t e d i n c r e m e n t a l

i m p a i r m e n t i m

p r o v e m e n t c o s t e f

f e c t i v e n e s s o f a p p r o x i m a t e l y $ 9 0

, 0 0 0

, 0 0 0 p e r y e a r p e r d V i n

o r d e r t o r e a c h a n d / o r e x c e e d t h e E P A ’ s p r e s u m p t i v e S O 2 l i m i t

. T h i s i s n o t w a r r a n t e d

, b a s e d o n a

c o m p a r i s o n o f d a t a f

o r o t h e r f a c i l i t i e s

. T h e a p p l i c a t i o n o f f u r t h e r c o n t r o l s w o u l d r e s u l t i n

c o n t r o l l e d v i s i b i l i t y i m

p a c t l e v e l s f

a r l o w e r t h a n l e v e l s p r o p o s e d f o r o t h e r f a c i l i t i e s i n t h e c e n t

r a l

a n d w e s t e r n U S

, a n d a t f

a r h i g h e r c o s t e f

f e c t i v e n e s s

. C o s t e f

f e c t i v e n e s s t o i m

p l e m e n t t h e S O 2B A R T A n a l y s i s 

### 2 9 A u g u s t 2 0 0 7

N e b r a s k a C i t y S t a t i o n U n i t 1 c o n t r o l s

, i n t e r m s o f v i s i b i l i t y i m p r o v e m e n t ( $ / d V )

, w o u l d b e a p p r o x i m a t e l y a n o r d e r o f

m a g n i t u d e h i g h e r t h a n t h e c o s t e f f e c t i v e n e s s f

o r p r o p o s e d B A R T c o n t

r o l s c a l c u l a t e d b y o t h e r

u t i l i t y a n d i n d u s t r i a l e m i s s i o n s o u r c e s a s s u m m a r i z e d i n T a b l e 1 0

.

B a s e d o n t h e a b o v e i n f

o r m a t i o n

, O P P D p r o p o s e s t o s e t f o r N C S a B A R T l i m i t f

o r

c o n t r o l l i n g N O

x b a s e d o n t h e p e r f o r m a n c e l e v e l s a c h i e v a b l e b y m o d e r n l o w N O

x c o m b u s t i o n

t e c h n o l o g y

. A s d e m o n s t r a t e d i n t h e a b o v e B A R T a n a l y s e s

, t h e e m i s s i o n r e d u c t i o n l e v e l s

a c h i e v a b l e b y t h e s e c o n t

r o l t e c h n o l o g i e s j u s t i f

y s e t t i n g t h e B A R T l i m i t f o r N O

x a t t h e E P A ’ s

p r e s u m p t i v e l i m i t o f 0

. 2 3 l b / M M B t u

. C o m p l i a n c e w i t h t h e p r o p o s e d N O

x l i m i t w o u l d b e

m e a s u r e d o n a 3 0

- d a y r o l l i n g a v e r a g e b a s i s

, w h i c h i s c o n s i s t e n t w i t h t h e E P A G u i d e l i n e s f o r

B A R T D e t e r m i n a t i o n s

, a s c o d i f i e d i n A p p e n d i x Y t o 4 0 C F R P a r t 5 1

. O P P D p r o p o s e s n o

a d d i t i o n a l c o n t r o l s f

o r S O 2 e m i s s i o n s b a s e d o n t h e h i g h c o s t o f c o n t r o l s a n d c o n t r o l e f f e c t i v e n e s s

,

a n d d i m i n i s h i n g r e t u r n s o n v i s i b i l i t y i m p r o v e m e n t

.

F o r P M

, E P A h a s n o t p u b l i s h e d a n y p r e s u m p t i v e e m i s s i o n l i m i t s

. O P P D p r o p o s e s t o

r e t a i n t h e c u r

r e n t o p a c i t y a n d P M l i m i t s a p p l i c a b l e t o N C 1

. M o d e l i n g a t c u r r e n t t e s t e d a c t u a l

e m i s s i o n r a t e s

, b a s e d o n c o n t i n u e d u s e o f t h e e x i s t i n g E S P o n N C 1

, s h o w e d n e g l i g i b l e i m p a c t s o f

d i r e c t P M e m i s s i o n s o n a l l C l a s s I a r e a s

.

B a s e d o n t h e a b o v e

, i t i s c l e a r t h a t B A R T f o r N C 1 s h o u l d b e e s t a b l i s h e d a s i n s t a l l a t i o n

a n d o p t i m i z a t i o n o f l o w

- N O

x b u r n e r s t o g e t h e r w i t h o v e r f i r e a i r t o m i n i m i z e N O

x f

o r m a t i o n i n t h e

c o m b u s t i o n p r o c e s s

, t o m e e t a N O

x l i m i t a t i o n o f 0

. 2 3 l b / M M B t u

. F o r B A R T p u r p o s e s

, O P P D

p r o p o s e s t o r e t a i n t h e c u r r e n t f a c i l i t y P M a n d S O 2 e m i s s i o n l i m i t s

. I n a c c o r d a n c e w i t h E P A

r e g u l a t o r y g u i d e l i n e s

, t h e 0

. 2 3 l b / M M B t u N O

x l i m i t w o u l d b e a p p l i e d o n a 3 0

- d a y r o l l i n g a v e r a g e

b a s i s

. O P P D p r o p o s e s t o e x c l u d e h o u r s o f s t a r t u p

, s h u t d o w n

, o r m a l f u n c t i o n f r o m c o m p u t a t i o n

o f t h e 3 0

- d a y r o l l i n g a v e r a g e

, a n d p r o p o s e s t o i n c l u d e i n t h e 3 0

- d a y a v e r a g e o n l y t h o s e d a y s

w h i c h h a v e a t l e a s t 1 2 h o u r s o f v a l i d o p e r a t i o n a l e m i s s i o n s d a t a

.B A R T A n a l y s i s 

### 3 0 A u g u s t 2 0 0 7

N e b r a s k a C i t y S t a t i o n U n i t 1 

## R e f e r e n c e s

H D R

, 2 0 0 6

. C l e a n A i r A c t R e g i o n a l H a z e P r o g r a m f o r B e s t A v a i l a b l e R e t

r o f i t T e c h n o l o g y

( B A R T )

, D i s p e r s i o n M o d e l i n g A n a l y s i s t o D e t e r m i n e B A R T

- S u b j e c t F a c i l i t i e s

. P r e p a

r e d f o r

N e b r a s k a P u b l i c P o w e r D i s t r i c t

, O m a h a P u b l i c P o w e r D i s t r i c t

, C i t y o f G r a n d I s l a n d

, a n d

H a s t i n g s U t i l i t i e s

. S u b m i t t e d t o N e b r a s k a D e p a r t m e n t o f E n v i r o n m e n t a l Q u a l i t y

, N o v e m b e r

2 0 0 6

.

H e n r y

, R o n a l d C

. , 2 0 0 2

. J u s t

- N o t i c e a b l e D i f f e r e n c e s i n A t m o s p h e r i c H a z e

, J o u r n a l o f t h e A i r &

W a s t e M a n a g e m e n t A s s o c i a t i o n

, V o l u m e 5 2

, p p

. 1 2 3 8

- 1 2 4 3

. O c t o b e r 2 0 0 2

.

S c h n e l l e

, K a r l B

. , J r

. a n d C h a r l e s A

. B r o w n

, 2 0 0 2

. A i r P o l l u t i o n C o n t r o l T e c h n o l o g y H a n d b o o k

,

C R C P r e s s

.

U S D e p a r t m e n t o f E n e r g y ( D O E )

, 2 0 0 4

. P r o j e c t F a c t s

– N O

x C o n t r o l f o r U t i l i t y B o i l e r O T R

C o m p l i a n c e

. O f

f i c e o f F o s s i l E n e r g y

, N a t i o n a l E n e r g y T e c h n o l o g y L a b o r a t o r y

. N o v e m b e r 2 0 0 4

.

U S E n v i r o n m e n t a l P r o t e c t i o n A g e n c y ( E P A )

, 1 9 9 8

. E P A P u b l i c a t i o n A P 4 2

, C h a p t e r 1

,

B i t u m i n o u s a n d S u b b i t u m i n o u s C o a l C o m b u s t i o n

, ( 9 / 9 8 )

.

U S E n v i r o n m e n t a l P r o t e c t i o n A g e n c y ( E P A )

, 2 0 0 2

. E P A A i r P o l l u t i o n C o n t r o l C o s t M a n u a l

,

S i x t h E d i t i o n

, P u b l i c a t i o n N u m b e r E P A 4 5 2 / B

- 0 2

- 0 0 1

. J a n u a r y 2 0 0 2

.

U S E n v i r o n m e n t a l P r o t e c t i o n A g e n c y ( E P A )

, 2 0 0 5

. R e g i o n a l H a z e R e g u l a t i o n s a n d G u i d e l i n e s

f o r B e s t A v a i l a b l e R e t r o f

i t T e c h n o l o g y ( B A R T ) D e t e r m i n a t i o n s ; F i n a l R u l e ; p u b l i s h e d i n t h e

F e d e r a l R e g i s t e r o n J u l y 6

, 2 0 0 5

.

U S E n v i r o n m e n t a l P r o t e c t i o n A g e n c y ( E P A )

, 2 0 0 6

. R e g i o n a l H a z e R e g u l a t i o n s ; R e v i s i o n s t o

P r o v i s i o n s G o v e r n i n g A l t e r n a t i v e t o S o u r c e

- S p e c i f i c B e s t A v a i l a b l e R e t r o f

i t T e c h n o l o g y

( B A R T ) D e t e r m i n a t i o n s ; F i n a l R u l e ; p u b l i s h e d i n t h e F e d e r a l R e g i s t e r o n O c t o b e r 1 3

, 2 0 0 6

.B A R T A n a l y s i s 

### 3 1 A u g u s t 2 0 0 7

N e b r a s k a C i t y S t a t i o n U n i t 1 

## A p p e n d i x A

C o s t I n f o r m a t i o n

## A p p e n d i x B

N D E Q P e r m i t A p p l i c a t i o n F o r m s