NOx治理丨某化肥廠沼氣發(fā)電機組尾氣脫硝治理項目

2019-11-28 00:00:00

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項目簡介

項目名稱：沼氣發(fā)電機組尾氣NOx治理項目

設備名稱：綠聯(lián)凈化L-GETX系列尾氣凈化器

技術方案：選擇性催化還原技術（SCR+ASC）

采購數(shù)量：七臺套

客戶單位：國內某知名化肥廠

設計單位：綠聯(lián)凈化技術（東莞）有限公司

1、當?shù)?a href='http://www.ggglq.cn/news/725.html' target='_blank' class='key_tag'>排放標準解讀

標準中要求“自2017年1月1日起，新建企業(yè)按所在控制區(qū)應分別執(zhí)行表2中“重點控制區(qū)”和“一般控制區(qū)”的排放濃度限值，部分行業(yè)還應按所在控制區(qū)從嚴執(zhí)行表3中相應的排放濃度限值。”本項目最終按照“重點控制區(qū)NOx<100mg/m3”的標準執(zhí)行。

2、本案難點分析

（1）硫化物影響：沼氣的主要成分是甲烷、二氧化碳、氮氣、氫氣、少量硫化氫等氣體組成，前端脫硫系統(tǒng)的穩(wěn)定性直接影響SCR系統(tǒng)效率和使用壽命，進入SCR系統(tǒng)的尾氣中硫化物超標會造成催化劑中毒失效；

（2）硅氧烷影響：沼氣中含有硅氧烷成分在發(fā)動機氣缸中燃燒時高溫而附著在發(fā)動機活塞氣門組件上對發(fā)動機造成重要損壞，同時，硅氧烷在溫度下降時會附著在SCR系統(tǒng)催化劑上，從而導致系統(tǒng)NOx處理效率下降；

（3）尾氣排溫高：中溫SCR催化劑兼顧了可靠性、處理效率和經濟性，中溫催化劑理想工作溫度在260-400℃，實際工況往往沼氣內燃發(fā)動機尾氣排溫都超過這個溫度。理想的方式是經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裝置能源轉化效率降低，在實際工作場景中往往得不到投資方支持。而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；

（4）綜合經濟性：目前以沼氣等為主要燃料的內燃發(fā)電站基本由企業(yè)出資承建，運行時需要一定的經濟收益確保項目投入產出符合預期。而在實際的SCR系統(tǒng)選型招標采購時，由于這個產業(yè)剛剛興起，全球范圍內優(yōu)質的供應商極少，注重品質的采購單位往往以進口燃氣發(fā)動機性能優(yōu)良為評價標準而順延選擇進口的SCR系統(tǒng)供應商。具體甄選時，需注意以下三個方面：

第一方面，國內領先的SCR系統(tǒng)供應商與國外相當。根據(jù)近兩年的浸泡式深入研究后，需要特別提醒的是，在燃氣內燃機脫硝領域國內與國外除開高溫催化劑領域有差距之外，系統(tǒng)開發(fā)上幾乎處于同等水平，主要技術來自于汽車SCR技術與火電廠脫硝技術的融合并基于燃氣內燃發(fā)動機特性進行創(chuàng)新，已經取得了突破性成績并做了很好的商業(yè)應用。目前國內領先的大功率內燃機SCR系統(tǒng)供應商如同互聯(lián)網產業(yè)一樣國內外難分伯仲；

第二方面是，國內外廠商在全程服務上有差異。SCR系統(tǒng)不同于燃氣內燃發(fā)電機組，并非標準產品。每一個項目需要根據(jù)目標發(fā)動機排溫、燃氣成分、工作環(huán)境、治理目標、以及實際工作場景等等進行個性化定制方案，在這個總市場需求并不大的領域要求國外供應商提供及時快捷的售前服務目前還沒有出現(xiàn)。極少數(shù)國外代理商只停留在賣產品的層面，不是不想提供服務，而是沒有合適的人力資源和足夠收益支撐。

第三方面，定制開發(fā)和運行成本上的差異。SCR系統(tǒng)的經濟性由目標燃氣氣體成分和尾氣溫度、催化劑性能和價格、反應器封裝結構和材料工藝、混合管設計制造合理性、控制噴射系統(tǒng)精準度、反應流場是否合理科學、前期項目方案定制開發(fā)和后期長遠應急服務等等核心要素組成，國內外同時具備這些要素于一身的供應商少之又少。行業(yè)發(fā)展之初，劣幣驅除良幣。內燃機SCR系統(tǒng)屬于新生事物，設計方、招標方、投資方、監(jiān)理方、使用方等相關板塊都缺乏專業(yè)選型考核標準，一部分投資方存在應付驗收的驗收后期擱置不用的僥幸心理，從而在實際采購過程中并不容易甄選到綜合能力均衡的供應商。一個重要表現(xiàn)是，供應商抓住采購方既要達標又要低價的心理，低價中標并盲目承諾系統(tǒng)處理指標排放達標，而在項目實施過程中排放不達標無法驗收，造成整個項目不能獲得合法運行批文而損失巨大的心理脅迫采購單位加價的情形屢次出現(xiàn)。

還有一種情況是，即使暫時排放達標，但是由于催化劑的使用壽命短和整套系統(tǒng)設計欠合理，控制系統(tǒng)不夠精準，催化劑更換費用和尿素消耗量巨大，造成經濟性大大下降，同時氨排放也超標，造成了新的污染。本項目經測算，尿素消耗不超過0.006元/kWh。

3、綠聯(lián)凈化解決方案

（1）技術方案：SCR+ASC，整體設計布局如下：

（2）系統(tǒng)化學反應方程式示意圖如下：

（3）系統(tǒng)控制原理示意圖：

4、項目現(xiàn)場實景

5、排放數(shù)據(jù)實時監(jiān)測

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系統(tǒng)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)）。在電控系統(tǒng)液晶控制顯示屏上會實時顯示出對應數(shù)據(jù)，也可以遠機位的方式在中央控制室實時監(jiān)測，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)經過擴展，處理系統(tǒng)各種數(shù)據(jù)可自動同步到云端，通過PC和移動客戶端可實時監(jiān)測實際排放指標。