沼氣的成分
沼氣是多種氣體的混合物，其特性與天然氣相似。沼氣的主要成分是甲烷。沼氣由50%-80%甲烷（CH4）、20%-40%二氧化碳（CO2）、0%-5%氮氣（N2）、小于1%的氫氣（H2）、小于0.4%的氧氣（O2）與0.1%-3%硫化氫（H2S）等氣體組成 。當沼氣在高溫下燃燒時，促使空氣中的氮和氧反應，生成氮氧化物（包括一氧化氮和二氧化氮等），氮氧化物對人的呼吸器官有強烈的刺激作用，其濃度在0.25%以上就能導致死亡。因此沼氣發(fā)電機組尾氣中最主要的有害物質(zhì)之一就是氮氧化物，降低尾氣中氮氧化物的含量就是解決沼氣發(fā)電機組排放問題的關鍵。
目前治理沼氣發(fā)電機組尾氣氮氧化物的方法比較成熟的技術(shù)是SCR選擇性催化還原技術(shù)。選擇性催化還原法（SCR）對沼氣發(fā)電機組尾氣中的NOx進行控制，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，在一定的溫度和催化劑作用下，利用NH3將NOx還原為N2和H2O，由于NH3選擇性地優(yōu)先還原NOx，而不先與O2反應，故稱之為“選擇性催化還原”。
化學反應方程式如下：
4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O
4NH3+2NO+2NO2→4N2+6H2O
8NH3+6NO2→7N2+12H2O
4NH3+3O2→2N2+6H2O
2019年綠聯(lián)凈化Leelool在上海動力展展示燃氣內(nèi)燃機尾氣氮氧化物治理設備
綠聯(lián)凈化Leelool治理氮氧化物NOx系列產(chǎn)品
針對柴油機尾氣NOx治理的L-DETX系列和燃氣內(nèi)燃機尾氣NOx治理的L-GETX系列
11臺2000kW備用柴油發(fā)電機組尾氣黑煙及氮氧化物綜合治理【綠聯(lián)凈化Leelool項目】
1、柴油機尾氣NOx治理：對于柴油機尾氣中NOx治理，Leelool設計團隊依據(jù)多年實踐經(jīng)驗，發(fā)現(xiàn)部分柴油發(fā)動機開機之初排煙管會有噴油現(xiàn)象，柴油會覆蓋在DOC或者SCR上會減弱催化劑的作用。為此，特別研發(fā)了油氣分離器，盡可能的將燃油與廢氣分離開，確保催化劑有效工作性能。Leelool系統(tǒng)總體功能包括同時去除NOx、NH3、CO、顆粒物（PM）。
3臺1000kW沼氣發(fā)電機組尾氣氮氧化物治理（尾氣脫硝）【綠聯(lián)凈化Leelool項目】
2、燃氣內(nèi)燃發(fā)動機尾氣NOx治理 :對于燃氣內(nèi)燃發(fā)動機尾氣中NOx治理，不同燃料治理路徑不同，費用和使用壽命也不相同。采用天然氣燃料比較容易，若是煤層氣、石油伴生氣等石化氣要考慮燃料脫硫；對于垃圾填埋氣、有機污水處理廠產(chǎn)生的沼氣等燃料，除了加裝脫硫裝置外，還要考慮燃料混合氣體在高溫條件下產(chǎn)生的硅氧烷附著在SCR催化劑表面，從而使催化劑失效導致整個SCR系統(tǒng)失效。目前全球范圍內(nèi)尚沒有很徹底的技術(shù)有效解決硅氧烷造成的困擾，Leelool團隊目前的路線是在反應器結(jié)構(gòu)設計上做優(yōu)化，以備硅氧烷堵塞催化劑后發(fā)動機正常工作，同時盡快更換催化劑。隨著研究的逐步深入，我們會及時提供*新的科技成果。
綠聯(lián)凈化Leelool SCR脫硝系統(tǒng)及工作流程示意圖
綠聯(lián)凈化Leelool發(fā)電機組尾氣脫硝后處理系統(tǒng)控制界面
本系統(tǒng)根據(jù)目標發(fā)動機治理需求，在混合管前端通過前NOx傳感器、溫度傳感器采集尾氣參數(shù)及功率大小等一并傳輸給PLC控制尿素噴射量。在SCR反應器出口端通過NOx傳感器、溫度傳感器、氨逃逸傳感器（可選）等采集處理后的NOx含量，出口溫度和NH3濃度 （通過可選傳感器實現(xiàn)）。在系統(tǒng)液晶控制顯示屏上會實時顯示出對應的數(shù)據(jù)，不需要單獨采購煙氣分析儀分析處理后煙氣成分。 本系統(tǒng)數(shù)據(jù)可自動同步到云端，通過手機可實時監(jiān)測實際排放指標。
涂覆了SCR催化劑的脫硝反應器載體
中溫SCR催化劑兼顧了可靠性、處理效率和經(jīng)濟性，中溫催化劑理想工作溫度在260-400℃，實際工況往往沼氣內(nèi)燃發(fā)動機尾氣排溫都超過這個溫度。理想的方式是經(jīng)過合理的降溫再進入SCR反應器，但這樣會造成熱損失致使后端余熱鍋爐或者溴化鋰空調(diào)裝置能源轉(zhuǎn)化效率降低，在實際工作場景中往往得不到投資方支持。采用高溫催化劑價格昂貴，同時因為對硫化物等氣體成分敏感而性能不穩(wěn)定，使用壽命不能保障。到目前為止國內(nèi)還沒有高溫分子篩催化劑使用壽命超過24000小時的應用案例，極少數(shù)國外廠商也不能保證高溫催化劑的使用壽命，如此種種不確定性無疑給商業(yè)電站造成不僅投資高昂，而且后期綜合運營成本也高昂并且不可控等。也有一種技術(shù)路線是采用前后兩級鍋爐，一級過熱器將廢氣溫度降至380℃再進入SCR反應器進行NOx治理，之后再進入二級鍋爐繼續(xù)進行余熱利用。
SCR選擇性催化還原反應器（脫硝反應設備）
綠聯(lián)凈化Leelool團隊通過豐富的實踐得知，對于備用大功率高速柴油發(fā)動機的尾氣NOx治理在技術(shù)上已經(jīng)成熟。但在實際運營中由于絕大多數(shù)備用柴油發(fā)電機組在日常維護時都是空載，排氣溫度不超過200℃，導致SCR系統(tǒng)的催化劑達不到必要的工作溫度而不能有效工作，花巨資設計安裝的后處理系統(tǒng)造成閑置浪費。對于主力運行的柴油機和燃氣內(nèi)燃機尾氣NOx治理勢在必行。更多精彩案例可點擊【綠聯(lián)凈化Leelool發(fā)電機組尾氣氮氧化物治理】查看。
