燃气参考资料机组脱硝项目方案

1、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0 x反应并生成无毒无污染 的主和H：0,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旷90%。与其他脱硝技术相比，具有装置结

2、 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0 x, 主要包括0和NO：,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0：）和加入SCR反应器中的还原剂、空 气中的0：发生选择性催化还原反应，生成无污染的N：和H：0o 其主要反应式如下：4N0+ （NHJ：CO+O：=4N2+4H：O+2CO：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

3、、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。如下图喷射柜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和帆基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。帆基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

4、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 氧四而体或铝氧四而体通过氧桥键相连而形成分子尺寸大小（通常为 0. 32. Onm）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）。SCR催化剂EnviCat 15700EnviCat 20019催化剂类型饥基(VWT-SCR)铁基-分子筛（Fe-Zeolite）理想工作温度260-400325-600耐硫性：耐硫性高燃料含硫100ppm热老化性能：较低高最高脱硝效率：95%95%燃气

5、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 （150C-260C左右），主要使用铜基分子筛SCR催化剂；中温SCR催 化剂（260C-400C左右），主要应用帆基SCR催化剂；以及高温SCR 催化剂（400C-600C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400C,所以普遍应用中温段的帆基SCR催化剂。 而天然气机组三联供项目，尾气的温度

6、远高于400摄氏度，甚至会超过550C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催化剂相对于帆 基SCR催化剂，明显更适合三联供燃气机组脱硝的需求。200250300350400450500550600temperature C优势1：铁基分子筛SCR比锐基SCR工作温度区间更高机基SCR （左图蓝色曲线） 更适合在中等温度区间工 作（260C到425吒），耐 硫性较高。铁棊分了筛SCR催化剂适 合更高温度的工作环境 （325C-600C） 但是 耐硫性较差。400 ppm NOx, 10% NO2, balance N2. GHSV

7、 30.000 h 1优势2:铁基分子筛SCR的抗热老化性能远高于帆基SCR经过550C高温老化24/48/72小时后，饥基SCR的催化性能有明显wOM T1 JVVIMO2饥基SCR在550汇的高盘下老化24/48丿72小时后的性能(2 i ro-iict0畑、esw%g5 VMSW3i MCIVI 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相对于帆基SCR优势。有

8、毒物质来源B燃料,润滑油Na, K尿素溶液，燃料，润滑油Mg尿素溶液，燃料，润滑油Ca尿素溶液，燃料，润滑油Zn尿素溶液，燃料，润滑油Mo尿素溶液，燃料，润滑油P尿素溶液，燃料，润滑油S燃料,润滑油以镁（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，鹿对帆基SCR活性的影响，可以明显看出活性严重减低。1.000.800.600.40WVT pristinediVWT 0.12% MgWVT* 0.2% Mg VVVT 0.4% WgOVUVT* 0.8% Mg0.00N aiej uoSJaMJO。XONTest Cond.NOx500 ppmNO2/NOX0.3Alp

9、ha10Tstat 6 stepT420 ,90 9025 Vol.%CO25 Vol.%H2O5 Vol.%GHSV84 000 1/tl200250300350temperature C400450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）。1.000.806040 o oz5eu.2saAUO0 XON0.200.00- Fe-Zeolne pntme Fe-Zeoliv? 10 1 iM% MgA- Fe-Zeoli +0.2 74% Mg- Fe-Zeoliie* 0 4 v/t% MaTeit Cond.NOx50

10、0 ppmN O2HO 冥0,3A0 02%KVWT t01%K-VWT *02%KO-VWT806040 o20-X-VWT *0 8% KTest Co nd.WOx 500 ppm NO2/NOK 0.31.0stat 6 step420-190 CC5 Vol.%5 Vol.%5 Vol.%640001H102 C02002250003350o40504temperatureC再以钾（K）元素为例：同样的情况下，14, 000小时以后，铁基子筛 SCR催化剂的活性变化不大（绿色曲线） 优势4:二次污染【亠 aleuosguooXONl帆基SCR：帆基是有毒的，必须由专业公司回收，深埋地

11、下几十 米，几十年以上才能逐步消除毒性。欧美对帆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：数量：功率：运行时间/年：燃料：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）： 排气流量（100%载荷）：N6含量（100%载荷）:1. 3性能保证系统运行时间：安装SCR系统后尾气N0、:含量:颜巴赫J4201台1409 KW8000 小时天然气（要求S含量小于15ppm）409 C5998 Nm7hr500 mg/Nm 5%含氧量24000 hrW7

12、5 mg/Nm3 5%含氧量系统压降： mBar催化剂寿命：N24000 hr烟气经SCR系统温度损失（有保温层时）： 2C处理前尾气中NOx含量（100%载荷）Gasg/bhp-hrg/kWhrppnvdppnvd 95% 02ppnvd 915% 02mg/Nm3 dry0 5* 02nK/Mm3dry 015% 02lb/hrkg/hrtons/yrHOx (as N02)1.091.46203. 03296. 16109. 89557. 15206. 74r 4.552. 0616. 49COTHCPM (as C)NMHCCH20烟气含Q量：10% 烟气含H：0量：10%处理前尾气中

13、NOx含量（100%载荷）Gasg/bhp-hrg/kW-hrppmvdDpnvd B5% 02ppmvd 915% 02mg/Nm3 dry 5% 02ng/Nm3dry 915% 02lb/hrkg/hrtons/yrNOx (as N02)r 0.16r 0.2230.45F44.42r 16.48S3. 5731.01r 0.68F 0.31F 2.47COTHCPM (as 0NMHCCH20描述型号数量反应室反应室模块，反应室材质-碳钢CBL32001SCR催化剂V6-6-3108静态混合器CM5502混合管L30001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

14、面+反馈控制DNS-BF1喷枪INR101喷射柜模块DEX601计量泵模块DM301传感器模块DCT061尿素罐模块，体积lm3（含加热器、液面高度传感器及温度传感器）DT11空压机D-021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