柴油发电机组氮氧化物治理-SCR脱硝原理是什么?
排温>300℃的烟气状况下分解成H2O和NH3,其中NH3作为还原剂,在催化剂的辅助作用下,将NOx还原成对人体无害的N2和H2O的化学反应过程。
对于内燃机尾气来说,常规满载时涡轮后排气温度在400-500℃,通常状况下根据尾气排温采用中温或高温催化剂。为了使催化剂将尾气中的NOx(NO和NO2)及NH3的混合气体充分接触,以促进化学反应,采用蜂窝陶瓷组成的载体用来附着催化剂,如此将涂覆有催化剂的陶瓷蜂窝装配在一个设计好的反应器中,整个反应器装配咋排气管道合理位置上,混合气体穿过涂覆有催化剂的蜂窝载体,完成还原反应。
治理发电机组尾气的NOx,采用SCR(Selective Catalytic Reduction )工艺,常规情况下所使用的催化剂有3种具体归类:低温催化剂、中温催化剂、高温催化剂。
此3种催化剂所适应的发电机组尾气排温区间不一样,针对于内燃机脱硝,一般使用中温催化剂或高温催化剂。中温催化剂的温度区间为:260-420℃之间是消除NOx的温度区间;高温催化剂的温度区间为:300-550℃之间。我司开发的SCR催化剂可以实现95%以上至99%的脱硝效率。
标准反应: 4NH3+4NO +O2→4N2+6H2O
慢速反应: 6NO2+8NH3→7N2+12H2O
快速反应: NO +NO2+2NH3→2N2+3H2O
SCR催化剂作为通用的氮氧化物处理催化剂,与其他的技术相比(如NSCR、LNT等)有如下特点:
(3)控制举措相对较为复杂,但是对于再用的发电机组,可以使用闭环的机构,无需与发电机组进行通信,也可以降低控制措施的复杂程度;
SCR技术是目前国际上主流有效去除尾气中NOx的技术路线。详细用于还原排烟中的NOx,在一定温度范围内,催化剂将NOx分解成无害的氮气(N2)和水(H2O),同时,在SCR催化剂的末端涂覆ASC(氨氧化催化剂),将未反应完全的氨气氧化,防止氨气泄露。以下是SCR系统的基础机理图。
采用闭环控制,信号采集输送和指令路径见上图,在电喷单元的控制下, 尿素泵将尿素溶液从尿素罐中抽出,尿素在压缩空气的引射功能下喷出,和压缩空气混合后经喷嘴雾化后喷入排烟管道。电控单元根据废气流量、催化剂的温度和NOX浓度计算出所需的尿素溶液喷射量,尿素溶液在排烟管道混合区遇高温尾气分解成氨气(NH3) 和水(H2O), 与尾气充分混合后进入催化剂模块, 在催化反应区NH3和NOX反应生成无害的氮气(N2)和水(H2O), Z终通过排气管道排到大气中。
脱硝混合管每段进行单独设计、制作和装配,为保证喷入管道中热解后的尿素溶液充分与烟气完全混合,提高装备脱硝效率,会根据发电机组的功率及排烟管径定制化设计,这样,混合气体在通过它时会出现混流,使得混合气体得以充分混合。
1、当发电机组排放的废气进入此混合管后,尿素喷射口、温度探头、压力传感器、NOx浓度探头在此段检测并传输参数;
此项目不需要ASC催化剂,SCR反应器过滤发电机组排放的废气,反应器通过独特的组成设计,内部装有催化剂反应模块,当混合后的其他进入到反应器内部,温度及其他要素符合发生化学反应的条件时,化学反应即在催化剂载体上发生,从而达到对有害其他的反应去除。
在催化剂选用方面,康明斯选购多孔、纤维强化的载体。载体上均匀浸满活性成分,经过独特的制造工艺,形成轮廓分明和受控的三态孔构造,保证反应物充分达到所有催化活性位。
对热冲击和机械冲击的高耐受力:催化剂的纤维强化使得催化剂具有构造灵活性,并且使其对热冲击具有高耐受性。加上高孔隙度的特性,同密度更高的挤压成型或板式催化剂相比,这一催化剂对机构负荷的迅速变化具有极高的耐受力。
反应段设计为3+1层催化剂构造,其中,Z后一层为备用层,为以后满足更加严格的排放法规而准备。催化剂的模块化可使催化剂本体更加坚固,且解体、保养、更换更加方便。
3、混合气体中的有害气体NO、NO2与还原剂NH3在温度及催化剂的用途下,生成N2和H2O;
烟气脱硝系统控制机构是脱硝装置Z重要的部件,它通过对各种传感器进行控制和接受反馈信息,来对尿素溶液的喷射情形,以及辅助系统进行全方位控制,对整套装置运转起着至关重要的功能。烟气脱硝机构控制系统包括:SCR烟气监测系统、尿素喷射机构、还原剂补给装置、清灰控制装置、远程控制机构。
脱硝机构在满足排放要求的情况下,配合精密传感器和控制装置的计算,使尿素溶的喷射量达到标准。同。
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