關(guān)鍵詞：淀粉廠,沼氣發(fā)電機(jī)組,氮氧化物治理,發(fā)電機(jī)組尾氣治理

一、項(xiàng)目簡介

項(xiàng)目名稱：山東某淀粉廠沼氣發(fā)電機(jī)組氮氧化物治理；設(shè)備名稱：綠聯(lián)凈化L-GETX系列尾氣脫硝凈化器；技術(shù)方案：選擇性催化還原技術(shù)（SCR）；采購數(shù)量：一臺(tái)套；匹配機(jī)組：3臺(tái)套1MW沼氣發(fā)電機(jī)組；設(shè)計(jì)單位：綠聯(lián)凈化技術(shù)（東莞）有限公司。

二、處理背景

本項(xiàng)目沼氣從污水廠產(chǎn)出后，經(jīng)過脫硫、儲(chǔ)存、脫水、加壓、除塵后送往規(guī)模為3×1MW的沼氣內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組。該沼氣發(fā)電機(jī)設(shè)備數(shù)量共計(jì)三臺(tái)，基本參數(shù)：機(jī)組品牌型號(hào)：顏巴赫J(rèn)GS320GS-B.L；額定功率：1053kW；轉(zhuǎn)速：1500r/min；頻率：50Hz；輸出電壓：10.5kV；功率因素：0.8-1。沼氣內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組廢氣參數(shù)：

1.技術(shù)方案：SCR反應(yīng)器+余熱鍋爐

2、 系統(tǒng)化學(xué)反應(yīng)方程式示意圖如下：

3、系統(tǒng)控制原理示意圖：

4、尿素供給系統(tǒng)如下圖：

四、項(xiàng)目現(xiàn)場

五、排放數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)

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(duì)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(cè)實(shí)際排放指標(biāo)。

六、本案難點(diǎn)分析及燃?xì)鈾C(jī)脫硝建議

1. 硫化物影響沼氣的主要成分是甲烷、二氧化碳、氮?dú)狻錃狻⑸倭苛蚧瘹涞葰怏w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(jìn)入SCR系統(tǒng)的尾氣中硫化物超標(biāo)會(huì)造成催化劑中毒失效；

2. 尾氣排溫高中溫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?duì)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(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(jí)鍋爐，一級(jí)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(jí)鍋爐繼續(xù)進(jìn)行余熱利用。

3. 選型建議目前以沼氣等為主要燃料的內(nèi)燃發(fā)電站基本由企業(yè)出資承建，運(yùn)行時(shí)需要一定的經(jīng)濟(jì)收益確保項(xiàng)目投入產(chǎn)出符合預(yù)期。而在實(shí)際的SCR系統(tǒng)選型招標(biāo)采購時(shí)，由于這個(gè)產(chǎn)業(yè)剛剛興起，全球范圍內(nèi)優(yōu)質(zhì)的供應(yīng)商極少，注重品質(zhì)的采購單位往往以進(jìn)口燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)性能優(yōu)良為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)而順延選擇進(jìn)口的SCR系統(tǒng)供應(yīng)商。具體甄選時(shí)，需注意以下四個(gè)方面：

第一方面，國內(nèi)領(lǐng)先的SCR系統(tǒng)供應(yīng)商與國外相當(dāng)。根據(jù)近三年的浸泡式深入研究并在執(zhí)行項(xiàng)目及后續(xù)服務(wù)中付諸大量精力和資金，需要特別提醒的是，在燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)脫硝領(lǐng)域國內(nèi)與國外除開高溫催化劑領(lǐng)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(shù)來自于汽車SCR技術(shù)與火電廠脫硝技術(shù)的融合并基于燃?xì)鈨?nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)特性進(jìn)行創(chuàng)新，已經(jīng)取得了突破性成績并做了很好的商業(yè)應(yīng)用。目前國內(nèi)領(lǐng)先的大功率內(nèi)燃機(jī)SCR系統(tǒng)供應(yīng)商如同互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)一樣國內(nèi)外難分伯仲；

第二方面，國內(nèi)外廠商在全程服務(wù)上有差異。SCR系統(tǒng)不同于燃?xì)鈨?nèi)燃發(fā)電機(jī)組，并非標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品。每一個(gè)項(xiàng)目需要根據(jù)目標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)排溫、燃?xì)獬煞帧⒐ぷ鳝h(huán)境、治理目標(biāo)、煙道走向、機(jī)房條件以及實(shí)際工作場景等等進(jìn)行個(gè)性化定制方案，在這個(gè)總市場需求并不大的領(lǐng)域要求國外供應(yīng)商提供及時(shí)快捷的售前服務(wù)目前還沒有出現(xiàn)。極少數(shù)國外代理商只停留在賣產(chǎn)品的層面，不是不想提供服務(wù)，而是沒有合適的人力資源和足夠收益支撐。已有使用單位采購了整套NOx治理系統(tǒng)，后續(xù)運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)零部件損壞的情形，剛投入運(yùn)行不久的項(xiàng)目均是付費(fèi)采購零部件自行更換，業(yè)主十分被動(dòng)無耐；

第三方面，定制開發(fā)和運(yùn)行成本上的差異。SCR系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性由目標(biāo)燃?xì)鈿怏w成分和尾氣溫度、催化劑性能和價(jià)格、反應(yīng)器封裝結(jié)構(gòu)和材料工藝、混合管設(shè)計(jì)制造合理性、控制噴射系統(tǒng)J確度、反應(yīng)流場是否合理科學(xué)、前期項(xiàng)目方案定制開發(fā)和后期長遠(yuǎn)應(yīng)急服務(wù)等等核心要素組成，國內(nèi)外同時(shí)具備這些要素于一身的供應(yīng)商少之又少。行業(yè)發(fā)展之初，劣幣驅(qū)除良幣。內(nèi)燃機(jī)SCR系統(tǒng)屬于新生事物，設(shè)計(jì)方、招標(biāo)方、投資方、監(jiān)理方、使用方等相關(guān)板塊都缺乏專業(yè)選型考核標(biāo)準(zhǔn)，一部分投資方存在應(yīng)付驗(yàn)收的驗(yàn)收后期擱置不用的僥幸心理，從而在實(shí)際采購過程中并不容易甄選到綜合能力均衡的供應(yīng)商。一個(gè)重要表現(xiàn)是，供應(yīng)商抓住采購方既要達(dá)標(biāo)又要低價(jià)的心理，低價(jià)中標(biāo)并盲目承諾系統(tǒng)處理指標(biāo)排放達(dá)標(biāo)，而在項(xiàng)目實(shí)施過程中排放不達(dá)標(biāo)無法驗(yàn)收，造成整個(gè)項(xiàng)目不能獲得合法運(yùn)行批文而損失巨大的心理脅迫采購單位加價(jià)的情形屢次出現(xiàn)。還有一種情況是，即使暫時(shí)排放達(dá)標(biāo)，但是由于催化劑的使用壽命短和整套系統(tǒng)設(shè)計(jì)欠合理，控制系統(tǒng)不夠J準(zhǔn)，催化劑更換費(fèi)用和尿素消耗量巨大，造成經(jīng)濟(jì)性大大下降，同時(shí)氨排放也超標(biāo)，造成了新的污染。通常對(duì)于原排不超過500mg/Nm3的燃?xì)?strong>發(fā)電機(jī)組脫硝系統(tǒng)，尿素消耗不超過0.006元/kWh。

第四方面，根據(jù)綠聯(lián)凈化Leelool團(tuán)隊(duì)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，燃?xì)鈨?nèi)燃發(fā)電機(jī)組相比于大型火電廠來說功率相差幾個(gè)數(shù)量級(jí)，尾氣脫硝（NOx治理）需要的還原劑建議采用質(zhì)量比為32.5%的尿素溶液，業(yè)主可以采購尿素制備機(jī)或者由脫硝系統(tǒng)供應(yīng)商投資尿素制備機(jī)在電站現(xiàn)場生產(chǎn)尿素溶液。不建議采用氨水等作為還原劑，氨水作為危化品，安全儲(chǔ)存和運(yùn)輸成本較高，小型電廠無法攤薄高昂成本。

七、柴油機(jī)尾氣NOx治理建議

綠聯(lián)凈化Leelool團(tuán)隊(duì)通過豐富的實(shí)踐得知，對(duì)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(duì)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(shì)在必行。