一、重油發(fā)電機尾氣余熱回收SCR脫硝行業(yè)背景
近年來(lái)，我國空氣污染形勢日漸嚴峻，氮氧化物將成為中國大氣污染的主要污染物之一，亟需加緊防治步伐。環(huán)保部門(mén)今后會(huì )加強氮氧化物控制立法建設和標準制訂工作，在修訂《大氣污染防治法》和污染源排放標準時(shí)，將氮氧化物控制作為重點(diǎn)內容。
1、工業(yè)化和城市化加速發(fā)展的階段, 對資源的需求增加, 污染排放物的大大增多節能降耗受到人們的重視。重油發(fā)電機的大幅增長(cháng),同時(shí)重油發(fā)電機的廢氣排放又成為能源浪費,重油發(fā)電機廢氣余熱的能量幾乎和發(fā)電機的有用功率相同；
2、重油發(fā)電機的排煙溫度在450度以上，煙氣中有30%的熱量被排放到大氣中浪費掉，目前隨著(zhù)國內能源供應日益緊張，節能降耗提高能源利用率已迫在眉睫。
3、我國現行的節能減排規劃已明確提出將氮氧化物的減排納入約束性指標的范圍。
3.1 自2014年7月1日起實(shí)施的《火電廠(chǎng)大氣污染物排放標準》（GB13223-2011）規定，氣體燃料柴油發(fā)電機NOx排放限值為120mg/m3。
3.2 我國現有大量的各種燃料的柴油發(fā)電機投入使用，排放的尾氣中含有一定濃度的NOx (400-2000mg/m3) ，如不經(jīng)過(guò)脫硝處理，很難達到國家排放標準。
3.3 按照2014年發(fā)布的《固定式內燃機大氣污染物排放標準》NOX排放標準：NOX<75ng/Nm3@5%O2
二、重油發(fā)電機煙氣脫硝工藝發(fā)展現狀
目前，常用的控制NOX的排放的途徑大致分為兩類(lèi)：
1、燃燒控制，以改進(jìn)內燃機燃燒過(guò)程為核心的機內凈化技術(shù)， 即以稀薄燃燒技術(shù)和廢氣再循環(huán)為代表的低排放燃燒技術(shù)；
2、末端治理，即在排氣系統中采用化學(xué)或物理的方法對NOx進(jìn) 行凈化的排放后處理技術(shù)，主要技術(shù)有選擇性催化還原技術(shù) (SCR)、選擇性非催化還原技術(shù)(SNCR)。
其中選擇性催化還原SCR（Selective Catalytic Reduction），是目前國際主流高效去除尾氣中氮氧化合物的技術(shù)路線(xiàn)：主要針對排氣中的NOx，在一定溫度（一般為 350℃-600℃）范圍內，催化劑將NOx分解成無(wú)害的氮氣（N2）和水（H2O）。
三、 凱能科技重油發(fā)電機尾氣SCR脫硝系統特點(diǎn)
1、凱能科技重油發(fā)電機尾氣SCR脫硝系統產(chǎn)品廣泛應用于柴油發(fā)電機、燃氣內燃機和燃氣輪機等尾氣處理上，凱能科技20年致力于煙氣余熱回收和SCR脫硝產(chǎn)品既可以設計生產(chǎn)制造煙氣余熱利用產(chǎn)品和SCR煙氣脫硝產(chǎn)品，又可以規劃和配套余熱利用和SCR脫硝系統，使系統和設備達到良好的使用狀態(tài)。
2、凱能科技已經(jīng)為重油發(fā)電機配套千余套余熱鍋爐，極為熟悉重油發(fā)電機余熱鍋爐結構，更加合理的布置SCR系統設備，保證煙氣速度場(chǎng)和NH3濃度場(chǎng)的合理和均勻性。
3、凱能科技為保證重油發(fā)電機尾氣SCR脫硝效果，選用高效進(jìn)口催化劑。
1、SCR脫硝設備和煙氣余熱回收一體化設計，脫硝系統能適應鍋爐的啟停及負荷變動(dòng)，具有良好的適應性。
2、SCR脫硝設備的調試、啟停和運行不影響內燃機的正常運行。
3、對原機組改動(dòng)小，改造成本低。
4、NOx轉化率超過(guò)90%，在溫度變化范圍較大的情況下仍能保證較高的轉化率；
5、使用尿素作為還原劑，安全可靠。
6、低背壓設計，對發(fā)動(dòng)機效率影響較小。
7、能適應鍋爐40%BMCR工況至99%BMCR工況之間的任何負荷。
SCR又稱(chēng)選擇性催化還原系統，其工作原理是將一定量的尿素水溶液以霧狀形態(tài)噴入發(fā)動(dòng)機排氣管中，尿素液滴在高溫下發(fā)生水解和熱解反應，生成所需要的還原劑氨氣（NH3）。氨氣在催化劑的作用下，有選擇性地將煙氣中的氮氧化物（NOx）還原為氮氣（N2）和水（H2O），從而降低煙氣中的NOx濃度。
在電控單元的控制下，尿素泵將尿素從尿素罐中抽出, 加壓、過(guò)濾后送到計量噴射單元, 壓縮空氣經(jīng)控制單元調壓后也送到計量噴射單元, 定量噴射閥打開(kāi)后, 尿素在壓縮空氣的引射作用下射出,和壓縮空氣混合后經(jīng)噴嘴噴入排氣管。電控單元根據廢氣流量、催化器的溫度和氮氧化物含量精確計算出所需的尿素噴射量, 發(fā)出相應的脈寬調制信號給定量噴射閥, 噴射閥根據信號對尿素進(jìn)行計量, 保證尿素噴射量的精確性。
尿素水溶液分解反應：
(NH2)CO+H2O=2NH3+CO2
NOx還原反應：
標準反應：4NH3+4NO+O2 → 4N2+6H2O
慢速反應：6NO2+8NH3 → 7N2+12H2O
快速反應：NO+NO2+2NH3 → 2N2+3H2O
1、SCR脫硝系統特點(diǎn)
a、SCR脫硝裝置結構簡(jiǎn)單、無(wú)副產(chǎn)品、運行方便、可靠性高、脫硝效率高、一次投資相對較低；
b、還原后的氮氣直接排放到大氣中，且無(wú)二次污染；
c、設備體積小，運行費用低，自動(dòng)化程度高，可靠性好；
d、系統運行阻力小 ；
e、裝置連接簡(jiǎn)單快捷，耐腐蝕性強，整體性能優(yōu)良。
2、SCR脫硝系統組成
a、SCR反應器總成
b、SCR催化劑總成
c、SCR控制系統
d、尿素溶液計量噴射系統
e、尿素溶液存儲系統
凱能SCR反應區由三部分組成，部分為尿素噴射混合段，第二部分為導流段，第三部分為SCR反應段。內部部件都安裝在各段的兩側，這樣更加有利于內部部件的安裝和檢修。
在SCR反應段的前端和后端裝有溫度傳感器和NOX傳感器, 對反應前后煙氣的溫度及NOx濃度進(jìn)行檢測。
反應段中部為催化劑載體段，該段可拆卸，同時(shí)可根據不同要求安裝不同個(gè)數和型號的催化劑載體應用到不同功率的設備中。
1.催化劑的選擇
在催化劑選擇方面，選取中溫釩基涂層催化劑，溫度窗口350—400℃，催化劑具有脫除效率高（經(jīng)治理后尾氣中NOx 濃度可小于100mg/m3，在活性溫度350℃左右時(shí)治理后尾氣中NOx濃度可小于10mg/m3)，脫硝效率可達98%以上，選擇性好、氨泄漏率低等諸多優(yōu)點(diǎn)，是一種特別適合燃氣發(fā)動(dòng)機尾氣氮氧化物治理的催化劑。且氣流流過(guò)催化劑時(shí)壓力降較低。幾何外表面積大，單位處理能力強，效率高。
本項目催化劑采用多層布局，其中一層為備用層，催化劑采用整體模塊化抽拉式設計，安裝方便和后續更換催化劑方便。
2.催化劑載體的性能特點(diǎn)
◇ 催化劑載體抗壓耐磨強度好，能夠耐受長(cháng)期沖刷；
◇ 催化劑載體耐堿金屬及砷、汞等毒物；
◇ 催化劑載體選擇性高，能夠抑制三氧化硫的生成，降低催化劑中毒；
◇ 通過(guò)斷面硬化技術(shù)，加大增強了催化劑載體的機械性能，延長(cháng)了使用壽命。
1、柴油發(fā)電機尾氣脫硝裝置控制系統包括：SCR煙氣監測系統、尿素噴射系統、還原劑補給系統、遠程控制系統、遠程顯示。
2、柴油發(fā)電機尾氣脫硝裝置控制系統關(guān)鍵技術(shù)設計：集成計算機PLC控制裝置、高精密傳感器、SCR脫硝裝置控制機柜設計。
