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产品与服务

1 SCR脱硝技术简介
    选择性催化还原(Selective Catalytic Reduction)脱硝技术,简称SCR脱硝技术。是20世纪80年代初开始逐渐应用于工业锅炉和电站锅炉烟气脱硝的工艺,也是目前国际上应用最广、最有成效的烟气脱硝技术之一。在日本、欧洲、美国等国家地区的大多数电厂中基本都运用该技术。
    SCR脱硝技术是指在催化剂的作用下,利用还原剂(如NH3、液氨、尿素)来“有选择性”地与烟气中的NOx反应并生成无毒无污染的N2和H2O,而不与烟气中的氧气发生反应,达到除去烟气中的NOx的目的,脱硝效率约为80%~90%。与其他脱硝技术相比,具有装置结构简单、脱硝效率高、技术成熟、运行可靠、便于维修等特点,并且没有副产物产生,不形成二次污染。燃机发电机组的尾气中的NOx,主要包括NO和NO2,是造成大气污染的主要污染源之一。
2 脱硝原理
    SCR脱硝技术的原理是烟气和还原剂(如NH3、液氨、尿素)与空气的混合物在经过SCR反应器的蜂窝式或板式催化层时,烟气中的NOx(主要是NO以及少量的NO2)和加入SCR反应器中的还原剂、空气中的O2发生选择性催化还原反应,生成无污染的N2和H2O。
其主要反应式如下:
         4NO+(NH2)2CO+O2=4N2+4H2O+2CO2
3 工艺流程
    SCR脱硝技术主要由尿素存储罐、尿素喷射箱、喷射柜、喷嘴、SCR控制、SCR反应室等部分组成。尿素以计算好浓度(32.5%)的溶解液的形态储存于尿素罐中,在尿素喷射箱中在压缩机、尿素泵的作用下送到喷射柜,然后在与烟气和空气充分混合进入SCR反应室。当烟气经过SCR反应室的催化层时,发生选择性催化还原反应。如下图
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4 SCR催化剂的比较和选择
    我司采用同行业具有领导品牌的科莱恩公司的催化剂,科莱恩的脱硝分子筛主要有铁基分子筛SCR和钒基SCR。
铁基分子筛SCR对硫含量非常敏感,但是天然气含硫量极低,一般不超过4ppm,所以并不存在使铁基分子筛SCR中毒的问题。
    钒基SCR催化剂:以V2O5-WO3/TiO2为主要活性组分的SCR催化剂。
    铁基-分子筛SCR催化剂:以铁基分子筛为主要活性组分的SCR催化剂。
    铁基-分子筛:狭义上讲是结晶态的硅酸盐或硅铝酸盐,是由硅氧四面体或铝氧四面体通过氧桥键相连而形成分子尺寸大小(通常为0.3~2.0nm)的孔道和空腔体系,从而具有筛分分子的特性。是高活性,高选择性催化剂的主要材料。Fe作为分子筛的骨架元素,则称之为铁基分子筛(Fe-zeolite)。
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 燃气三联供脱硝选择铁基分子筛SCR的理由 
    关于减少氮氧化合物的排放,SCR技术是全球范围类最常见的解决方案,应用范围涵盖了车用,化工厂,煤电厂,发电机组等各个领域。 
    根据SCR允许的工作的温度区间不同,一般分为低温SCR催化剂(150℃-260℃左右),主要使用铜基分子筛SCR催化剂;中温SCR催化剂(260℃-400℃左右),主要应用钒基SCR催化剂;以及高温SCR催化剂(400℃-600℃以上),主要应用铁基分子筛SCR催化剂。 
    商用车,煤电厂均为目前国内SCR脱硝的主要应用领域,其尾气出口温度一般都低于400℃,所以普遍应用中温段的钒基SCR催化剂。而天然气机组三联供项目,尾气的温度远高于400摄氏度,甚至会超过550℃的高温,同时为了余热利用,要求脱硝方案要尽可能的减少热量的损失。基于这些情况,高温段铁基分子筛SCR催化剂相对于钒基SCR催化剂,明显更适合三联供燃气机组脱硝的需求。 
优势1:铁基分子筛SCR比钒基SCR工作温度区间更高 
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优势2: 铁基分子筛SCR的抗热老化性能远高于钒基SCR 
    经过550℃高温老化24/48/72小时后,钒基SCR的催化性能有明显降低,但是铁基分子筛SCR性能除了初始的活性损失后始终保持稳定。 
\优势3: 铁基分子筛SCR对有毒物质有更好的耐受性  
    天然气虽然是较为清洁的能 源,但是在燃气机组运行的 过程中,润滑油消耗,尿素溶液消耗以及燃料燃烧任然 会产生K,Na等物质,而且 随着时间会不断在催化剂上 积累,不断降低SCR的活性。 对于这些有毒元素的耐受性, 铁基分子筛SCR相对于钒基SCR优势。 
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    以镁(Mg)元素为例:下图中绿色的曲线是工作14,000小时以后聚集的 ,Mg对钒基SCR活性的影响,可以明显看出活性严重减低。
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    以镁(Mg)元素为例:同样的情况下,14,000小时以后,铁基分子筛SCR催化剂的活性变化不大(绿色曲线)。 
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    再以钾(K)元素为例:下图中绿色的曲线是工作14,000小时以后聚集的 ,K对钒基SCR活性的影响,可以明显看出活性严重减低。
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    再以钾(K)元素为例:同样的情况下,14,000小时以后,铁基分子筛 SCR催化剂的活性变化不大(绿色曲线) \优势4: 二次污染 
    钒基SCR:钒基是有毒的,必须由专业公司回收,深埋地下几十米,几十年以上才能逐步消 除毒性。欧美对钒基催化剂的回收有严格的法律规定,必须要专业的处理。 
    铁基分子筛SCR: 没有毒性,可以按照正常垃圾处理,业主或者工程公司都可以轻易完成。 
5 应用
    1.1 机组相关参数
    机组型号:                  颜巴赫J420
    数量:                      1  台
    功率:                      1409    KW
    运行时间/年:               8000   小时
燃料:                      天然气(要求S含量小于15ppm)
1.2 尾气相关参数
设计基于如下排气参数:
机组排气温度(100%载荷):      409  ℃
排气流量(100%载荷):          5998 Nm3/hr
NOX含量(100%载荷):            500  mg/Nm3 @ 5%含氧量
1.3 性能保证
系统运行时间:                   24000  hr
安装SCR系统后尾气NOX含量:       ≤75  mg/Nm3 @ 5%含氧量
系统压降:                       <    mBar
催化剂寿命:                      ≥24000 hr
烟气经SCR系统温度损失(有保温层时):< 2℃
处理前尾气中NOX含量(100%载荷)
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         烟气含O2量:   10%
         烟气含H2O量:  10%
处理后尾气中NOX含量(100%载荷)
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描述                        型号  数量
反应室
反应室模块,反应室材质-碳钢  CBL3200    1
SCR催化剂                  V6-6-3   108
静态混合器                  CM550    2
混合管                     L3000    1
所有管道连接处的垫片和紧固件
喷射及控制系统
PLC控制柜+人机界面+反馈控制 DNS-BF 1
喷枪                         INR10    1
喷射柜模块                   DEX60    1
计量泵模块                   DM30   1
传感器模块                   DCT06    1
尿素罐模块,体积1m3
(含加热器、液面高度传感器及温度传感器) DT1      1
空压机                        D-02    1
客户提供如下:
提供4-20mA机组载荷信号
提供机组运转信号
提供380VAC 三相电源
尿素溶液消耗量:
每台机组尿素水溶液(溶度32.5%)预计消耗量: 6.0  L/Hr