沼氣電站煙氣排放治理沼氣發(fā)電機(jī)尾氣氮氧化物治理綠聯(lián)凈化【SCR脫硝系統(tǒng)】

2020-12-11 00:00:00

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關(guān)鍵詞：沼氣電站，煙氣排放治理，沼氣發(fā)電機(jī)，氮氧化物治理，SCR脫硝系統(tǒng)

一、沼氣電站煙氣排放分析

沼氣電站是利用生物質(zhì)能發(fā)電的工廠。沼氣是有機(jī)物質(zhì)在厭氧條件下，經(jīng)過微生物的發(fā)酵作用而生成的一種混合氣體，特性與天然氣相似，主要成分是甲烷（CH4），甲烷是一種理想的氣體燃料，無色無味，與適量空氣混合后即可燃燒，燃燒后產(chǎn)生二氧化碳CO2和水蒸氣H2O。沼氣電站主要是以沼氣為燃料的發(fā)電機(jī)組產(chǎn)生電量供給需求，在沼氣發(fā)電機(jī)組內(nèi)部活塞做工的過程中，在高溫高壓下，空氣中的主要成分氮氣N2被氧化為氮氧化物NOx，在沼氣發(fā)電機(jī)組的尾氣中排放出來。作為空氣污染物的氮氧化物主要是指一氧化氮NO和二氧化氮NO2，又被稱為硝煙（硝氣），因其成分和濃度的不同，具有不同程度的毒性，嚴(yán)重危害人體健康和自然環(huán)境。

沼氣電站系統(tǒng)示意圖

二、沼氣發(fā)電機(jī)組氮氧化物治理技術(shù)

經(jīng)過上述對沼氣發(fā)電機(jī)組尾氣成分的分析，我們可以得到，治理機(jī)組尾氣中的氮氧化物是關(guān)鍵。選擇性催化還原法（SCR脫硝技術(shù)）可對沼氣發(fā)電機(jī)尾氣中NOx進(jìn)行控制，它利用NH3或尿素（通常采用質(zhì)量比為32.5%的尿素水溶液）作為還原性物質(zhì)，在O2濃度高出 NOx濃度兩個數(shù)量級以上的條件下，在一定的溫度和SCR催化劑作用下，利用NH3將NOx還原為N2和H2O，由于NH3高選擇性地優(yōu)先還原NOx，而不先與O2反應(yīng)，故稱之為“選擇性催化還原”。對于多余的NH3在SCR載體末端涂覆一定比例的氨逃逸催化劑（ASC），確保NH3與O2反應(yīng)生成N2和H2O，避免NH3泄漏造成二次污染。

SCR催化還原反應(yīng)涉及到的主要化學(xué)方程式

三、SCR催化劑的選型

根據(jù)發(fā)動機(jī)排溫和項目要求靈活進(jìn)行催化劑選型，發(fā)動機(jī)尾氣排溫決定了催化劑的選型。不同排溫與催化劑選型情況不同。沼氣發(fā)電機(jī)組滿載工作時渦輪后排氣溫度一般在350℃至500℃（個別國產(chǎn)燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)排溫會600℃上下）范圍內(nèi)。260-420℃滿足中溫催化反應(yīng)所需的溫度條件，若渦后排溫高于450℃，有三種選擇：（1）不需要余熱利用的情形，直接采用散熱器將溫度降至400℃左右進(jìn)入SCR脫硝系統(tǒng)；（2）如果需要對尾氣進(jìn)行余熱利用，就要考慮分子篩高溫催化劑，抗硫性較弱，SCR催化劑造價也會大幅上升；（3）仍然使用中溫催化劑，采用前后兩級鍋爐的方式，一級鍋爐換熱后排氣溫度在400℃左右進(jìn)入SCR反應(yīng)器，之后再進(jìn)入二級鍋爐進(jìn)行余熱利用。

SCR催化劑載體生產(chǎn)過程

四、沼氣發(fā)電機(jī)組尾氣SCR脫硝項目案例

工業(yè)有機(jī)廢水來源很多，主要來自檸檬酸、制糖、酒精、造紙、養(yǎng)殖、PTA等行業(yè)，這些行業(yè)目前處理污水的主流方式是采用生化法進(jìn)行處理，處理過程中產(chǎn)生大量沼氣，可以利用沼氣發(fā)電機(jī)組將這些沼氣能源利用起來，沼氣發(fā)電機(jī)組被廣泛應(yīng)用于造紙廠、化肥廠、酒精廠、淀粉廠、藥廠、生化廠等。每方沼氣可以發(fā)約1.7度電，效益可觀。

化肥廠沼氣發(fā)電機(jī)組氮氧化物治理項目【綠聯(lián)凈化】