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本公司是内燃机后...
万纯燃气发电机组SCR脱硝系统介绍
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广泛、比较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
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）。
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（高载荷）： 409 ℃
排气流量（高载荷）： 5998 Nm3/hr
NOX含量（高载荷）： 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(高载荷）
烟气含O2量： 10%
烟气含H2O量： 10%
处理后尾气中NOX含量(高载荷）
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
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广泛、比较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
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）。
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（高载荷）： 409 ℃
排气流量（高载荷）： 5998 Nm3/hr
NOX含量（高载荷）： 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(高载荷）
烟气含O2量： 10%
烟气含H2O量： 10%
处理后尾气中NOX含量(高载荷）
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
