燃气机组脱硝项目方案.doc

燃气发电机组SCR脱硝项目方案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+2CO23 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4 SCR催化剂的比较和选择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0.32.0nm）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）。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 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。 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。 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）。 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。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/hrNOX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） 烟气含O2量： 10% 烟气含H2O量： 10% 处理前尾气中NOX含量(100%载荷）描述 型号 数量反应室反应室模块，反应室材质-碳钢 CBL3200 1SCR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-BF1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/Hr6 SCR设备价格表一 年运行费用表1机组功率KW14802台数台13催化剂价格元/KW1064催化加投资万元155催化剂寿命h240006年运行时间h80007单台尿素用量L/h4.908尿素水溶液价格元/吨45009年尿素费用万元17.610单位KWh尿素费用元/KWh0.015611年催化剂费用万元5.0012单位KWh催化剂费用元/KWh0.004413年总成本万元22.614单位KWh总运行费元/KWh0.0201表二 设备及安装费用催化剂种类科莱恩铁基分子筛SCR催化剂催化剂型号Envicat 20019标准单块催化剂描述陶瓷载体，100cpsi,150mm*150mm*150mm催化剂方案3层，每层6*6块标准催化剂，共108块催化剂价格/套15万人民币(含增值税到厂价）系统价格(不含催化剂）/套34.6万人民币(含增值税到厂价）连接管道价格/套外形图以外的钢结构件价格/套安装费/套总报价/套7 包装木托盘包装8 交货期合同签订，收到预付款后的4个月交货9 其他说明 报价不含尿素水溶液价格。