NOx治理丨某日資企業深圳工廠備用柴油發電機組尾氣黑煙及氮氧化物綜合治理

2019-10-31 00:00:00

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一、項目簡介

某日資企業深圳工廠發電機組尾氣綜合治理項目現場

項目名稱：某日資企業深圳工廠發電機組尾氣綜合治理

項目類型：備用柴油發電機組黑煙及氮氧化物綜合治理

設備名稱：綠聯凈化L-DEJH系列尾氣處理器

技術方案：金屬DPF+SCR

解決方案：三臺發動機尾氣合一處理

二、治理背景

原發電機組尾氣黑煙處理工藝為多級噴淋吸收塔

本項目為某日資企業深圳工廠內3臺備用柴油發電機組尾氣處理改造項目。柴油發動機型號分別為：S12A2-PTA兩臺、S6R2-PTAA一臺，三臺機合計功率2360kW。

柴油發電機組尾氣原處理工藝為“三級水噴淋吸收塔”

該企業為提高對突發廢氣超標排放事件的應急響應能力，建立快速有效的應急響應機制，盡可能地降低廢氣污染環境的風險，制定并嚴格執行當地排放標準。對工廠備用柴油發電機組尾氣原處理工藝為“三級水噴淋吸收塔”來降低尾氣污染物的排放，但第三方檢測單位檢測，無法滿足當前廣東省《大氣污染物排放限值》DB44/27-2001標準中表二第二時段標準，故對此“三級水噴淋吸收塔”進行改造。

三、當地排放法規解讀

深圳地區按照廣東省《大氣污染物排放限制》執行

廣東省《大氣污染物排放限值》DB44/27-2001標準中表2工藝廢氣大氣污染物排放限值第二時段中要求：“SO2＜500mg/m3、NOx＜120mg/m3、顆粒物＜120mg/m3”，本項目最終按照此標準執行，并以有資質的第三節檢測單位檢測出具的檢測報告來驗收。

四、本案難點分析

三臺備用柴油發電機組尾氣黑煙及氮氧化物綜合治理

1、尾氣中碳顆粒物的治理

備用柴油發電機組因為其使用條件一般為停電時緊急使用和每月固定空載開機試機，而此情況下發電機組冷機啟動時因燃料未充分燃燒而產生大量的碳顆粒物。柴油發電機組尾氣中碳顆粒物的治理方式通常有兩種：“主動再生、被動再生”。主動再生是指：DPF單元不用取下來維護，通過噴射柴油燃燒產生的高溫或者通過特殊設計的電加熱器促使DPF內部積碳進行燃燒，恢復處理能力。被動再生是指：在DPF涂覆特殊配方的貴金屬催化劑，在合適的溫度情況下，DOC單元產生的NO2與DPF中的C產生化學反應，或人工對DPF進行維護。所以在選取治理方案時，若選用主動再生的方式，平時每月固定空載啟動試機，排氣溫度不足，主動再生系統也不會工作。同時，主動再生系統中的陶瓷DPF段在無溫度的情況下極其容易堵塞，故只能選用被動再生的治理方式。

市面上常見黑煙物理過濾方式的三代產品

備用柴油發電機組尾氣中碳顆粒物治理方式通常為被動再生，采用DPF載體的方式進行物理過濾，市面上常規的物理過濾方式有三代產品：第一代：水噴淋處理設備；第二代：干式陶瓷黑煙凈化器；第三代：干式合金金屬黑煙凈化器。本項目初始的治理方案為第一代處理技術，由于此技術處理效率低、煙管和噴淋均生銹，其處理效果已無法滿足當前的排放標準，現改造我們選用第三代處理技術。

2、尾氣排溫低

尾氣氮氧化物治理通行的技術路線是：SCR（選擇性催化還原法）；此技術路線的工作原理是：在280-420℃的溫度區間，通過噴射尿素水解成NH3作為還原劑，NOx與NH3在催化劑的作用下發生化學反應，將NO、NO2還原成N2和H2O。此備用柴油發電機組使用多為空載開機試機，空載情況下排氣溫度通常在150℃以下，故治理時需要發電機組帶負載運行，來提高尾氣的排氣溫度。

柴油發電機組尾氣原處理工藝為“三級水噴淋吸收塔”

3、碳顆粒物影響催化劑的效率

由于備用柴油發電機組在帶負載升溫的情況下，就需要一定的運行時間。顆粒物的捕集采用的方式為第三代干式合金金屬黑煙凈化器，物理過濾法捕集碳顆粒物的量有限，故發電機組在帶載升溫過程中，需要對凈化器進行旁通，待溫度升至SCR脫硝系統所需溫度時，再關閉旁通，同時脫硝系統開始工作。

某日資企業深圳工廠發電機組尾氣綜合治理項目現場

在此升溫的過程中，由于黑煙凈化器是處于旁通狀態，會有一些碳顆粒物附著在SCR脫硝催化劑載體的表面，會影響催化劑的使用效果，降低脫硝效率，故這是此項目的另一難點。針對此問題及應用場景，我司在SCR反應器上設計吹灰系統，通過空壓機給到的壓縮空氣將SCR催化劑表面的積碳吹走，以保證脫硝的反應效率。綠聯凈化自主研發zhuanli脫硝產品，可登錄官方網站www.media168.com.cn了解更多精彩詳情。

五、綠聯凈化解決方案

1．設計方案：三臺機尾氣合一處理：金屬DPF+SCR

金屬DPF+SCR 設計圖1

金屬DPF+SCR 設計圖2

2．項目匹配情況：

S6R2-PTAA匹配L45-DEZS-12合金金屬黑煙凈化器

綠聯凈化L45-DEZS-12合金金屬黑煙凈化器

S12A2-PTA匹配L60-DEZS-12合金金屬黑煙凈化器

綠聯凈化L60-DEZS-12合金金屬黑煙凈化器

三合一SCR脫硝反應器

綠聯凈化SCR脫硝反應器（治理尾氣中的氮氧化物）

3．SCR脫硝原理圖

SCR選擇性催化還原工作原理圖

4. 脫硝系統控制流程圖

綠聯凈化SCR選擇性催化還原工作流程圖

六、項目現場實景

備用柴油發電機組黑煙及氮氧化物綜合治理現場1

備用柴油發電機組黑煙及氮氧化物綜合治理現場2

備用柴油發電機組黑煙及氮氧化物綜合治理現場3

備用柴油發電機組黑煙及氮氧化物綜合治理現場4

備用柴油發電機組黑煙及氮氧化物綜合治理現場5

七、排放數據實時監測

本項目氮氧化物治理（SCR脫硝）系統控制界面

本項目根據發動機的治理需求，在SCR脫硝前端加裝干式合金金屬黑煙凈化器去除顆粒物，在混合管段通過前NOx傳感器、溫度、壓力流量計等傳感器采集數據，并將參數和機組功率等數據一并傳輸給PLC系統，PLC可根據實時NOx含量及負載等參數自動控制還原劑（尿素）的噴射量。在SCR反應器出口端通過后NOx、溫度等傳感器采集處理后的數據，在電控系統液晶控制顯示屏上會實時顯示出對應數據，也可以遠機位的方式在中央控制室實時監測，不需要單獨采購煙氣分析儀分析處理后煙氣成分。

八、項目治理結果

本項目柴油發電機組尾氣黑煙及氮氧化物治理檢測表

最終第三方檢測單位檢測結果為：滿足廣東省《大氣污染物排放限值》DB44/27-2001標準中表2工藝廢氣大氣污染物排放限值第二時段中要求：“SO2＜500mg/m3、NOx＜120mg/m3、顆粒物＜120mg/m3”，并由有資質的第三節檢測單位出具合格檢測報告。

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