燃气机组脱硝项目方案.docx
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燃气机组脱硝项目方案
燃气发电机组SCR脱硝项目方案
1SCR脱硝技术简介
选择性催化还原（SelectiveCatalyticReduction）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
4SCR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0.3~2.0nm）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）。
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：
1409KW
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）：
5998Nm3/hr
NOX含量（100%载荷）：
500mg/Nm3@5%含氧量
1.3性能保证
系统运行时间：
24000hr
安装SCR系统后尾气NOX含量：
≤75mg/Nm3@5%含氧量
系统压降：
＜mBar
催化剂寿命：
≥24000hr
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CBL32001
SCR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1m3
（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：
6.0L/Hr
6SCR设备价格
表一年运行费用表
1
机组功率
KW
1480
2
台数
台
1
3
催化剂价格
元/KW
106
4
催化加投资
万元
15
5
催化剂寿命
h
24000
6
年运行时间
h
8000
7
单台尿素用量
L/h
4.90
8
尿素水溶液价格
元/吨
4500
9
年尿素费用
万元
17.6
10
单位KWh尿素费用
元/KWh
0.0156
11
年催化剂费用
万元
5.00
12
单位KWh催化剂费用
元/KWh
0.0044
13
年总成本
万元
22.6
14
单位KWh总运行费
元/KWh
0.0201
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
Envicat20019
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。
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