一、瓦斯發(fā)電機尾氣余熱回收SCR脫硝行業(yè)背景

 

  近年來，我國空氣污染形勢日漸嚴峻，氮氧化物將成為中國大氣污染的主要污染物之一，亟需加緊防治步伐。環(huán)保部門今后會加強氮氧化物控制立法建設和標準制訂工作，在修訂《大氣污染防治法》和污染源排放標準時，將氮氧化物控制作為重點內(nèi)容。

 

  1、工業(yè)化和城市化加速發(fā)展的階段，對資源的需求增加，污染排放物的大大增多節(jié)能降耗受到人們的重視。瓦斯發(fā)電機組的市場占有率大幅增長，同時瓦斯發(fā)電機的廢氣排放又成為能源浪費，瓦斯發(fā)電機廢氣余熱的能量幾乎和瓦斯發(fā)電機的有用功率相同；

 

  2、瓦斯發(fā)電機的排煙溫度在450度以上，煙氣中有30%的熱量被排放到大氣中浪費掉，目前隨著國內(nèi)能源供應日益緊張，節(jié)能降耗提高能源利用率已迫在眉睫。

 

  3、我國現(xiàn)行的節(jié)能減排規(guī)劃已明確提出將氮氧化物的減排納入約束性指標的范圍。

 

  3.1 自2014年7月1日起實施的《火電廠大氣污染物排放標準》（GB13223-2011）規(guī)定，氣體燃料燃氣輪機組NOx排放限值為120mg/m3。

 

  3.2 我國現(xiàn)有大量的各種燃料的燃氣發(fā)動機和燃氣輪機投入使用，排放的尾氣中含有一定濃度的NOx (400-2000mg/m3) ，如不經(jīng)過脫硝處理，很難達到國家排放標準。

 

  3.3 按照2014年發(fā)布的《固定式內(nèi)燃機大氣污染物排放標準》NOX排放標準：NOX<75ng/Nm3@5%O2

 

  二、瓦斯發(fā)電機煙氣脫硝工藝發(fā)展現(xiàn)狀

 

  目前，常用的控制NOX的排放的途徑大致分為兩類：

 

  1、燃燒控制，以改進內(nèi)燃機燃燒過程為核心的機內(nèi)凈化技術，即以稀薄燃燒技術和廢氣再循環(huán)為代表的低排放燃燒技術；

 

  2、末端治理，即在排氣系統(tǒng)中采用化學或物理的方法對NOx進行凈化的排放后處理技術，主要技術有選擇性催化還原技術(SCR)、選擇性非催化還原技術(SNCR)。

  其中選擇性催化還原SCR（Selective Catalytic Reduction），是目前國際主流高效去除尾氣中氮氧化合物的技術路線：主要針對排氣中的NOx，在一定溫度（一般為 350℃-600℃）范圍內(nèi)，催化劑將NOx分解成無害的氮氣（N2）和水（H2O）。

 

 

  三、 凱能科技瓦斯發(fā)電機尾氣SCR脫硝系統(tǒng)特點

 

  1、凱能科技燃氣發(fā)電機尾氣SCR脫硝系統(tǒng)產(chǎn)品廣泛應用于柴油發(fā)電機、燃氣內(nèi)燃機和燃氣輪機等尾氣處理上，凱能科技20年致力于煙氣余熱回收和SCR脫硝產(chǎn)品既可以設計生產(chǎn)制造煙氣余熱利用產(chǎn)品和SCR煙氣脫硝產(chǎn)品，又可以規(guī)劃和配套余熱利用和SCR脫硝系統(tǒng)，使系統(tǒng)和設備達到良好的使用狀態(tài)。

  

  2、凱能科技已經(jīng)為瓦斯發(fā)電機配套千余套余熱鍋爐，極為熟悉瓦斯發(fā)電機組余熱鍋爐結構，更加合理的布置SCR系統(tǒng)設備，保證煙氣速度場和NH3濃度場的合理和均勻性。

 

  3、凱能科技為保證瓦斯發(fā)電機組尾氣SCR脫硝效果，選用高效進口催化劑。

 

  四、 凱能科技SCR脫硝技術優(yōu)勢

 

  1、SCR脫硝設備和煙氣余熱回收一體化設計，脫硝系統(tǒng)能適應鍋爐的啟停及負荷變動，具有良好的適應性。

 

  2、SCR脫硝設備的調試、啟停和運行不影響內(nèi)燃機的正常運行。

 

  3、對原機組改動小，改造成本低。

 

  4、NOx轉化率超過90%，在溫度變化范圍較大的情況下仍能保證較高的轉化率；

 

  5、使用尿素作為還原劑，安全可靠。

 

  6、低背壓設計，對發(fā)動機效率影響較小。

 

  7、能適應鍋爐40%BMCR工況至100%BMCR工況之間的任何負荷。

 

  五、凱能科技SCR脫硝技術原理

 

  SCR又稱選擇性催化還原系統(tǒng)，其工作原理是將一定量的尿素水溶液以霧狀形態(tài)噴入發(fā)動機排氣管中，尿素液滴在高溫下發(fā)生水解和熱解反應，生成所需要的還原劑氨氣（NH3）。氨氣在催化劑的作用下，有選擇性地將煙氣中的氮氧化物（NOx）還原為氮氣（N2）和水（H2O），從而降低煙氣中的NOx濃度。

 

  在電控單元的控制下, 尿素泵將尿素從尿素罐中抽出, 加壓、過濾后送到計量噴射單元, 壓縮空氣經(jīng)控制單元調壓后也送到計量噴射單元, 定量噴射閥打開后, 尿素在壓縮空氣的引射作用下射出,和壓縮空氣混合后經(jīng)噴嘴噴入排氣管。電控單元根據(jù)廢氣流量、催化器的溫度和氮氧化物含量精確計算出所需的尿素噴射量, 發(fā)出相應的脈寬調制信號給定量噴射閥, 噴射閥根據(jù)信號對尿素進行計量, 保證尿素噴射量的精確性。

 

  尿素水溶液分解反應：

  (NH2)CO+H2O=2NH3+CO2

  NOx還原反應：

  標準反應：4NH3+4NO+O2 → 4N2+6H2O

  慢速反應：6NO2+8NH3 → 7N2+12H2O

  快速反應：NO+NO2+2NH3 → 2N2+3H2O

  六、凱能科技SCR脫硝系統(tǒng)組成及特點

 

  1、SCR脫硝系統(tǒng)特點

  a、SCR脫硝裝置結構簡單、無副產(chǎn)品、運行方便、可靠性高、脫硝效率高、一次投資相對較低；

 

  b、還原后的氮氣直接排放到大氣中，且無二次污染；

 

  c、設備體積小，運行費用低，自動化程度高，可靠性好；

 

  d、系統(tǒng)運行阻力小 ；

 

  e、裝置連接簡單快捷，耐腐蝕性強，整體性能優(yōu)良。

 

 

 

  2、SCR脫硝系統(tǒng)組成

 

 

 

 

  a、SCR反應器總成

  b、SCR催化劑總成

  c、SCR控制系統(tǒng)

  d、尿素溶液計量噴射系統(tǒng)

  e、尿素溶液存儲系統(tǒng)

 

 

 

 

  

 

 

  七、凱能科技SCR脫硝反應段結構優(yōu)勢

 

  凱能SCR反應區(qū)由三部分組成，第一部分為尿素噴射混合段，第二部分為導流段，第三部分為SCR反應段。內(nèi)部部件都安裝在各段的兩側，這樣更加有利于內(nèi)部部件的安裝和檢修。

 

  在SCR反應段的前端和后端裝有溫度傳感器和NOX傳感器, 對反應前后煙氣的溫度及NOx濃度進行檢測。

 

  反應段中部為催化劑載體段，該段可拆卸，同時可根據(jù)不同要求安裝不同個數(shù)和型號的催化劑載體應用到不同功率的設備中。

 

 

  八、凱能科技SCR脫硝系統(tǒng)催化劑的選擇及特點

 

  1.催化劑的選擇

  在催化劑選擇方面，選取中溫釩基涂層催化劑，溫度窗口350—400℃，催化劑具有脫除效率高（經(jīng)治理后尾氣中NOx 濃度可小于100mg/m3，在最佳活性溫度350℃左右時治理后尾氣中NOx濃度可小于10mg/m3)，脫硝效率可達98%以上，選擇性好、氨泄漏率低等諸多優(yōu)點，是一種特別適合燃氣發(fā)動機尾氣氮氧化物治理的催化劑。且氣流流過催化劑時壓力降較低。幾何外表面積大，單位處理能力強，效率高。

 

  本項目催化劑采用多層布局，其中一層為備用層，催化劑采用整體模塊化抽拉式設計，安裝方便和后續(xù)更換催化劑方便。

 

  2.催化劑載體的性能特點

 

  ◇ 催化劑載體抗壓耐磨強度好，能夠耐受長期沖刷；

 

  ◇ 催化劑載體耐堿金屬及砷、汞等毒物；

 

  ◇ 催化劑載體選擇性高，能夠抑制三氧化硫的生成，降低催化劑中毒；

 

  ◇ 通過斷面硬化技術，加大增強了催化劑載體的機械性能，延長了使用壽命。

 

  九、凱能科技SCR脫硝控制系統(tǒng)

 

  1、尾氣脫硝裝置控制系統(tǒng)包括：SCR煙氣監(jiān)測系統(tǒng)、尿素噴射系統(tǒng)、還原劑補給系統(tǒng)、遠程控制系統(tǒng)、遠程顯示。

  2、尾氣脫硝裝置控制系統(tǒng)關鍵技術設計：集成計算機PLC控制裝置、高精密傳感器、SCR脫硝裝置控制機柜設計。

 

 

 

 

 

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  青島凱能環(huán)保科技股份有限公司位于青島膠州市，是國內(nèi)專業(yè)化生產(chǎn)礦熱爐余熱鍋爐、電廠低溫省煤器、發(fā)電機組余熱鍋爐的高新技術企業(yè)；公司主要生產(chǎn)制造煙氣余熱鍋爐、低溫省煤器、燃油燃氣鍋爐、針形管、H型鰭片管、船用鍋爐及各類壓力容器等節(jié)能環(huán)保產(chǎn)品。

  公司具有A級鍋爐制造資質，D1、D2級壓力容器設計、制造資質。并已取得法國BV的ISO9001：2015質量管理體系證書、ISO14001：2015環(huán)境管理體系認證和

ISO45001：2018職業(yè)健康管理體系認證，并已獲得美國ABS、法國BV、挪威DNV、英國LR、德國GL和中國CCS等多家船級社的工廠認可。

  公司擁有近20項實用新型專利和發(fā)明專利。其中公司的針型鰭片管余熱鍋爐獲山東省重點節(jié)能技術、產(chǎn)品和設備推廣目錄、青

島市重點節(jié)能技術、產(chǎn)品和設備推廣目錄；針形管余熱鍋爐于2011年獲國家科技部中小企業(yè)技術創(chuàng)新基金立項，并已通過驗收和十一五國家科技支撐計劃“沼氣發(fā)電熱電聯(lián)供成套機組產(chǎn)組產(chǎn)業(yè)化與工程示范”。公司于2014年取得“青島市傳熱強化節(jié)能能裝備專家工作站”、“企業(yè)技術中心”、“工程研究中心”、“山東節(jié)能環(huán)保示范企業(yè)”“青島市專精特新示范企業(yè)”等榮譽稱號。

  公司20余年專業(yè)化生產(chǎn)針形管、H型鰭片管強化換熱元件和余熱鍋爐等節(jié)能環(huán)保設備，現(xiàn)有職工230余人，其中工程技術人員50余人；公司占地面積約73000m²，各種生產(chǎn)設備300余臺套，其中針形管專用焊接生產(chǎn)線10條，H型鰭片管專用焊接生產(chǎn)線12條，年產(chǎn)針形管強化傳熱元件3600余噸，H型鰭片管強化傳熱元件8500余噸。已生產(chǎn)各類針形管、H型鰭片管余熱鍋爐及各類壓力容器12000余臺套。公司20年一直致力于余熱利用行業(yè)，是專業(yè)的余熱鍋爐制造商，余熱鍋爐行業(yè)杰出企業(yè)。

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  青島凱能環(huán)保科技股份有限公司具有與產(chǎn)品制造相適應的技術力量、完善的工藝裝備和檢測手段，已建立完善的質量保證體系和生產(chǎn)工藝。依托自身強大的研發(fā)團隊，通過對國內(nèi)外換熱元件的研究，不斷推出各種系列的余熱回收產(chǎn)品，2013年凱能品牌取得“山東省著名商標”“青島市著名商標”等榮譽稱號。

  公司與西安交通大學、山東大學、清華大學、大連理工大學、陜西科技大學等高等院校科研院所技術合作，進行“產(chǎn)學研”結合，擁有強大的余熱利用自主設計研發(fā)能力。2013年公司與西安交通大學聯(lián)合成立“鍋爐傳熱元件焊接裝備研究所”、“傳熱強化及過程節(jié)能裝備研發(fā)中心”。

  公司可按照相關國家和企業(yè)標準，針對客戶要求設計、制造滿足用戶特殊需求的各種針形管、H型鰭片管系列余熱鍋爐產(chǎn)品。

  公司成立至今，先后為近百家電廠的1000多臺不同類型燃料的發(fā)電機組進行了余熱利用和改造。取得了顯著的節(jié)能效果，為客戶帶來了可觀的經(jīng)濟效益。

  公司產(chǎn)品銷往全國30多個省市自治區(qū)，與華電、國電、華能、大唐和中電投等五大電力公司以及大慶油田、勝利油田、華北油田、大港油田等建立了密切的合作關系，產(chǎn)品在燃煤電廠、鐵合金、油田、焦化廠、煤礦、燃油燃氣及沼氣站得到了廣泛的應用，并出口俄羅斯、日本、法國、北歐等國家和地區(qū)。

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