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氮氧化物治理

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沼氣發(fā)電機(jī)組氮氧化物超標(biāo)解決方案

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沼氣發(fā)電機(jī)組氮氧化物超標(biāo)解決方案

2020-08-27 00:00:00
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綠聯(lián)凈化

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?dú)猓∟2)、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(dāng)沼氣在高溫下燃燒時(shí),促使空氣中的氮和氧反應(yīng),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(qiáng)烈的刺激作用,其濃度在0.25%以上就能導(dǎo)致死亡。因此沼氣發(fā)電機(jī)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(jī)組排放問題的關(guān)鍵。

綠聯(lián)凈化

SCR脫硝(選擇性催化還原法)反應(yīng)方程式

目前治理沼氣發(fā)電機(jī)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(jī)組尾氣中的NOx進(jìn)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(gè)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(yīng),故稱之為“選擇性催化還原”。

化學(xué)反應(yīng)方程式如下:

4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O

4NH3+2NO+2NO2→4N2+6H2O

8NH3+6NO2→7N2+12H2O

4NH3+3O2→2N2+6H2O

綠聯(lián)凈化

2019年綠聯(lián)凈化Leelool在上海動(dòng)力展展示燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)尾氣氮氧化物治理設(shè)備

綠聯(lián)凈化Leelool治理氮氧化物NOx系列產(chǎn)品

針對柴油機(jī)尾氣NOx治理的L-DETX系列和燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)尾氣NOx治理的L-GETX系列

綠聯(lián)凈化

11臺(tái)2000kW備用柴油發(fā)電機(jī)組尾氣黑煙及氮氧化物綜合治理【綠聯(lián)凈化Leelool項(xiàng)目】

1、柴油機(jī)尾氣NOx治理:對于柴油機(jī)尾氣中NOx治理,Leelool設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)依據(jù)多年實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)部分柴油發(fā)動(dòng)機(jī)開機(jī)之初排煙管會(huì)有噴油現(xiàn)象,柴油會(huì)覆蓋在DOC或者SCR上會(huì)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(shí)去除NOx、NH3、CO、顆粒物(PM)。

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3臺(tái)1000kW沼氣發(fā)電機(jī)組尾氣氮氧化物治理尾氣脫硝)【綠聯(lián)凈化Leelool項(xiàng)目】

2、燃?xì)鈨?nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣NOx治理 :對于燃?xì)鈨?nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣中NOx治理,不同燃料治理路徑不同,費(fèi)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(jī)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(dǎo)致整個(gè)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(tuán)隊(duì)目前的路線是在反應(yīng)器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上做優(yōu)化,以備硅氧烷堵塞催化劑后發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作,同時(shí)盡快更換催化劑。隨著研究的逐步深入,我們會(huì)及時(shí)提供*新的科技成果。

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綠聯(lián)凈化Leelool SCR脫硝系統(tǒng)及工作流程示意圖

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綠聯(lián)凈化Leelool發(fā)電機(jī)組尾氣脫硝后處理系統(tǒng)控制界面

本系統(tǒng)根據(jù)目標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)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(yīng)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(shí)現(xiàn))。在系統(tǒng)液晶控制顯示屏上會(huì)實(shí)時(shí)顯示出對應(yīng)的數(shù)據(jù),不需要單獨(dú)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(dòng)同步到云端,通過手機(jī)可實(shí)時(shí)監(jiān)測實(shí)際排放指標(biāo)。

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涂覆了SCR催化劑的脫硝反應(yīng)器載體

中溫SCR催化劑兼顧了可靠性、處理效率和經(jīng)濟(jì)性,中溫催化劑理想工作溫度在260-400℃,實(shí)際工況往往沼氣內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣排溫都超過這個(gè)溫度。理想的方式是經(jīng)過合理的降溫再進(jìn)入SCR反應(yīng)器,但這樣會(huì)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(shí)際工作場景中往往得不到投資方支持。采用高溫催化劑價(jià)格昂貴,同時(shí)因?yàn)閷α蚧锏葰怏w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(shí)的應(yīng)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(yùn)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(jìn)入SCR反應(yīng)器進(jìn)行NOx治理,之后再進(jìn)入二級鍋爐繼續(xù)進(jìn)行余熱利用。

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SCR選擇性催化還原反應(yīng)器(脫硝反應(yīng)設(shè)備)

綠聯(lián)凈化Leelool團(tuán)隊(duì)通過豐富的實(shí)踐得知,對于備用大功率高速柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的尾氣NOx治理在技術(shù)上已經(jīng)成熟。但在實(shí)際運(yùn)營中由于絕大多數(shù)備用柴油發(fā)電機(jī)組在日常維護(hù)時(shí)都是空載,排氣溫度不超過200℃,導(dǎo)致SCR系統(tǒng)的催化劑達(dá)不到必要的工作溫度而不能有效工作,花巨資設(shè)計(jì)安裝的后處理系統(tǒng)造成閑置浪費(fèi)。對于主力運(yùn)行的柴油機(jī)和燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)尾氣NOx治理勢在必行。

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