亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        樓宇型燃?xì)夥植际侥茉聪到y(tǒng)SCR脫硝應(yīng)用研究

        2019-01-02 01:46:20王學(xué)勤朱文徐靜靜江婷胡永鋒
        發(fā)電技術(shù) 2018年6期
        關(guān)鍵詞:內(nèi)燃機(jī)尿素分布式

        王學(xué)勤 , 朱文 堃 ,徐靜靜,江婷,胡永鋒

        (1.中國(guó)華電集團(tuán)有限公司上海公司,上海市 浦東新區(qū) 200126;2.華電分布式能源工程技術(shù)有限公司,北京市 豐臺(tái)區(qū) 100070)

        0 引言

        隨著能源需求以及能源與環(huán)境的矛盾不斷深化,燃?xì)夥植际侥茉?natural gas distributed energy,NGDE)系統(tǒng)先在美國(guó)推廣并逐漸被其他國(guó)家所接受,并率先在發(fā)達(dá)國(guó)家得到快速發(fā)展。隨著能源市場(chǎng)機(jī)制的完善以及可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施,NGDE系統(tǒng)迅猛的發(fā)展,目前美國(guó)、歐洲、日本及韓國(guó)等國(guó)家技術(shù)較為先進(jìn)。

        在我國(guó),20世紀(jì)90年代末開(kāi)始積極推動(dòng)分布式能源的發(fā)展,在2003年國(guó)內(nèi)陸續(xù)開(kāi)始建設(shè)分布式能源站,先后建成北京燃?xì)獯髲B調(diào)度中心、上海浦東機(jī)場(chǎng)、上海黃浦區(qū)中心醫(yī)院等NGDE項(xiàng)目。2011年《關(guān)于發(fā)展天然氣分布式能源的指導(dǎo)意見(jiàn)》的發(fā)布以及發(fā)展NGDE被寫(xiě)入“十二五”能源發(fā)展規(guī)劃,標(biāo)志著發(fā)展NGDE被正式納入國(guó)家能源發(fā)展戰(zhàn)略。2014年國(guó)家發(fā)展改革委、住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部、國(guó)家能源局等三部委聯(lián)合發(fā)布《燃?xì)夥植际侥茉词痉俄?xiàng)目實(shí)施細(xì)則》,標(biāo)志著行業(yè)已規(guī)范發(fā)展;2015年中共中央、國(guó)務(wù)院出臺(tái)《關(guān)于進(jìn)一步深化電力體制改革的若干意見(jiàn)》,開(kāi)啟了行業(yè)發(fā)展新篇;2017年國(guó)家發(fā)改委印發(fā)《加快推進(jìn)天然氣利用的意見(jiàn)》,NGDE發(fā)展正式進(jìn)入快速發(fā)展時(shí)期。

        1 燃?xì)夥植际侥茉?NGDE)

        NGDE系統(tǒng)是相對(duì)于傳統(tǒng)的集中式能源生產(chǎn)與供應(yīng)模式而言的,是就近直接向用戶提供各種形式能量的中小型終端供能系統(tǒng),便于實(shí)現(xiàn)能源綜合梯級(jí)利用,在具有更高能源利用率的同時(shí)還具有更高供能安全性以及更好的環(huán)保性能[1-3]。NGDE適用于具有穩(wěn)定基礎(chǔ)電力負(fù)荷、冷暖負(fù)荷且年運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)的工業(yè)園區(qū)、商業(yè)綜合體、醫(yī)院、賓館、寫(xiě)字樓、機(jī)場(chǎng)、數(shù)據(jù)中心等。本文研究的樓宇式 NGDE系統(tǒng)是以內(nèi)燃機(jī)或微燃機(jī)為動(dòng)力設(shè)備,通過(guò)配套相關(guān)的余熱利用機(jī)組產(chǎn)生冷熱水,向樓宇建筑內(nèi)供應(yīng)空調(diào)冷熱水、生活熱水及電力供應(yīng)的能源供應(yīng)系統(tǒng)[4-7]。

        隨著《打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)三年行動(dòng)計(jì)劃》和《北方地區(qū)冬季清潔取暖規(guī)劃(2017—2021年)》的不斷推進(jìn),燃?xì)夥植际侥茉凑镜拿撓醺脑旃ぷ饕笕遮厙?yán)格。NOx一直被認(rèn)為是造成環(huán)境污染的主要物質(zhì)之一,NOx排放控制是環(huán)境污染治理的重點(diǎn)和難點(diǎn),其危害主要有酸雨作用、誘發(fā)光化學(xué)煙霧、溫室效應(yīng)和光化學(xué)反應(yīng)等。目前國(guó)內(nèi)內(nèi)燃機(jī)排放標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行的是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的排放標(biāo)準(zhǔn),NOx排放指標(biāo)為500 mg/m3,雖然設(shè)備廠家提供的內(nèi)燃機(jī)設(shè)備 NOx排放質(zhì)量濃度為250 mg/m3,但隨著環(huán)保要求的不斷提高,以內(nèi)燃機(jī)為原動(dòng)機(jī)的樓宇型NGDE項(xiàng)目的脫硝改造勢(shì)在必行。

        圖1 SCR 煙氣脫硝反應(yīng)原理Fig. 1 SCR flue gas denitrification reaction principle

        2 選擇性催化還原法(SCR)脫硝工藝

        能源項(xiàng)目脫硝改造中,國(guó)際上普遍采用煙氣脫硝,因?yàn)闊煔饷撓蹙哂休^高的脫硝效率,脫硝后的煙氣完全符合NOx的國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。一般在我國(guó)常用的煙氣脫硝是選擇性催化還原(selective catalytic reduction,SCR)脫硝技術(shù),SCR煙氣脫硝技術(shù)的脫硝效率達(dá)到90%以上,在國(guó)內(nèi)外應(yīng)用較多,技術(shù)程度高,氨逃逸率較低[8-9],因此SCR煙氣脫硝技術(shù)是燃煤機(jī)組、燃?xì)鈾C(jī)組煙氣脫硝的主要應(yīng)用技術(shù)之一。

        2.1 SCR 煙氣脫硝工藝原理

        SCR煙氣脫硝技術(shù)主要指利用 NH3等還原劑,在特定的溫度環(huán)境中,利用催化劑,將煙氣的 NOx催化還原為 N2和 H2O,再排放到大氣中的技術(shù)。SCR脫硝原理如圖1所示。脫硝系統(tǒng)中的還原劑為碳?xì)浠衔?如 CH4、C3H6等)、NH3、尿素(CH4N2O)等,在大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用的還原劑主要是NH3(氨),其次是CH4N2O(尿素)。SCR脫硝技術(shù)的主要反應(yīng)方程式[10-11]為:

        燃燒反應(yīng)產(chǎn)生的煙氣NOx主要以NO的形式存在(95%以上),其中式(1)的反應(yīng)在較窄的溫度范圍內(nèi)(980 ℃左右)進(jìn)行,但是加入催化劑,反應(yīng)溫度則可擴(kuò)展到很大的范圍內(nèi),例如釩鎢鈦脫硝催化劑的溫度范圍為270~420 ℃,分子篩脫硝催化劑的溫度范圍為390~600 ℃。在進(jìn)行催化還原的過(guò)程中,還可能發(fā)生如下的副反應(yīng)[11]:

        NH3的分解反應(yīng)發(fā)生在350℃以上,在300 ℃以下時(shí)會(huì)發(fā)生NH3氧化成N2的副反應(yīng),在230 ℃以下容易引起 NH3與 SO3反應(yīng)生成 NH4HSO4或(NH4)2SO4,反應(yīng)溫度的控制較為關(guān)鍵;但是一般在天然氣分布式能源項(xiàng)目中,尾部煙氣不存在SOx,反應(yīng)(6)和(7)不會(huì)發(fā)生。

        2.2 SCR 煙氣脫硝效率的主要影響因素

        在 SCR脫硝工藝中,影響脫硝效率(即脫硝系統(tǒng)進(jìn)、出口的NOx質(zhì)量濃度差與脫硝系統(tǒng)進(jìn)口NOx質(zhì)量濃度的比值)的因素主要有:反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間、NH3/NOx摩爾比、催化劑等[12-15]。

        1)反應(yīng)溫度。

        存在一個(gè)最佳反應(yīng)溫度使脫硝效率達(dá)到最大,因?yàn)楫?dāng)溫度過(guò)高導(dǎo)致催化劑變形,減少有效接觸面積,降低脫硝效率,而當(dāng)溫度過(guò)低,NH3和NO2反應(yīng)生成NH4NO3,該產(chǎn)物會(huì)堵塞催化劑,降低脫硝效率。

        2)NH3/NOx摩爾比。

        和反應(yīng)溫度一樣,存在一個(gè)最佳的混合比使脫硝效率達(dá)到最大,當(dāng)混合比由小逐漸增大(即NH3量不斷增加),提高了催化劑上 NH3的吸附量,推動(dòng)反應(yīng)平衡向反應(yīng)正方向移動(dòng),提高脫硝效率;當(dāng)混合比過(guò)大時(shí),過(guò)量NH3的副反應(yīng)速率加快,例如反應(yīng)式(3)所示,本質(zhì)上降低了脫硝效率,增加了氨逃逸,造成再次污染。因此根據(jù)進(jìn)口NOx質(zhì)量濃度值進(jìn)行合理調(diào)整,通常NH3/NOx摩爾比選擇為1.2以下。

        3)催化劑。

        脫硝催化劑的類型多樣,需要根據(jù)具體應(yīng)用環(huán)境確定使用何種催化劑,不同SCR脫硝催化劑對(duì)比見(jiàn)表 1。催化劑在反應(yīng)中容易失去活性,失活直接影響到脫硝效率,造成催化劑失去活性既有運(yùn)行工況的影響也有煙氣有毒成分的影響,例如催化劑的燒結(jié)、砷、鈣、磷、堿金屬中毒及水的毒化;催化劑中毒是煙氣脫硝過(guò)程中的關(guān)鍵問(wèn)題,根據(jù)具體的運(yùn)行環(huán)境,制定科學(xué)合理的方案,對(duì)延長(zhǎng)催化劑壽命至關(guān)重要。SCR脫硝催化劑的結(jié)構(gòu)形式對(duì)脫硝效率也有較大的影響,要根據(jù)具體條件選取特定結(jié)構(gòu)的催化劑,達(dá)到預(yù)定的脫硝效率。

        表1 不同SCR脫硝催化劑Tab. 1 Different SCR denitration catalysts

        3 樓宇型分布式能源項(xiàng)目的脫硝應(yīng)用

        以北京某樓宇型分布式能源站為例介紹脫硝改造應(yīng)用效果,能源站主要為某辦公商業(yè)建筑群供能,該建筑群的地上建筑面積約17萬(wàn)m2,地下建筑面積約8萬(wàn)m2;項(xiàng)目裝機(jī)按“以冷熱定電、欠匹配”的原則進(jìn)行確定,裝機(jī)配置為 2臺(tái)3 349 kW燃?xì)鈨?nèi)燃發(fā)電機(jī)組+2臺(tái)2 907 kW煙氣熱水溴化鋰機(jī)組+2臺(tái)3 489 kW溴化鋰直燃機(jī)組+2臺(tái)1 784 kW螺桿式水冷機(jī)組+1套1 500 kW冷塔供冷系統(tǒng)+35m3生活熱水蓄熱系統(tǒng)。項(xiàng)目建成后,實(shí)現(xiàn)最大供冷能力為 16 360 kW,供熱能力為11 704 kW,生活熱水供應(yīng)能力為3 500 kW,完全可以實(shí)現(xiàn)該建筑群的能源供應(yīng)。

        3.1 工藝流程

        該項(xiàng)目的系統(tǒng)流程為:天然氣先在內(nèi)燃機(jī)發(fā)電機(jī)組內(nèi)進(jìn)行燃燒發(fā)電,內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)生的高溫?zé)煔饧案滋姿?、高溫中冷水進(jìn)入煙氣熱水混合型溴化鋰機(jī)組,根據(jù)用戶的需求產(chǎn)生空調(diào)冷熱水以及生活熱水,完成冷、熱、電及生活熱水四聯(lián)供。系統(tǒng)也配備相應(yīng)的調(diào)峰機(jī)組,當(dāng)用戶的冷熱負(fù)荷需求大于內(nèi)燃機(jī)組所能提供的最大負(fù)荷時(shí),啟動(dòng)調(diào)峰機(jī)組進(jìn)行調(diào)峰,滿足樓宇群的基本用能負(fù)荷。

        該分布式能源項(xiàng)目自從投運(yùn)以來(lái),機(jī)組NOx排放質(zhì)量濃度約 500~700 mg/m3(標(biāo)態(tài),干基,5%O2),隨著環(huán)保要求的進(jìn)一步提高,此排放指標(biāo)已經(jīng)不能滿足北京市《固定式內(nèi)燃機(jī)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的排放限值要求,必須對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行脫硝改造。在傳統(tǒng)脫硝技術(shù)基礎(chǔ)上,開(kāi)發(fā)出的新一代適用于分布式能源站項(xiàng)目的脫硝技術(shù),對(duì)于工業(yè)企業(yè)適應(yīng)國(guó)家日益嚴(yán)格的環(huán)保要求提供了全新的解決方案。

        3.2 SCR 脫硝系統(tǒng)

        本項(xiàng)目要求機(jī)組煙氣中 NOx質(zhì)量濃度降至30 mg/m3(干基,5%O2)以內(nèi),在無(wú)法對(duì)內(nèi)燃機(jī)燃燒結(jié)構(gòu)進(jìn)行減排改造的情況下,并保證運(yùn)行安全,選擇采用顆粒尿素為脫硝還原劑的 SCR脫硝技術(shù)。SCR脫硝系統(tǒng)主要包括尿素溶液儲(chǔ)存與制備系統(tǒng)、尿素溶液輸送系統(tǒng)、尿素溶液計(jì)量分配系統(tǒng)、尿素溶液噴射系統(tǒng)、壓縮空氣系統(tǒng)、催化劑、控制系統(tǒng)及其附屬系統(tǒng)等。

        具體工作流程:將儲(chǔ)存于儲(chǔ)存間的干尿素,用軟化水溶解成約20%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的尿素溶液,通過(guò)尿素溶液給料泵將配制好的尿素溶液輸送到尿素溶液儲(chǔ)存罐。儲(chǔ)存罐內(nèi)的尿素溶液經(jīng)由供液泵、計(jì)量與分配裝置、霧化噴嘴等噴入高溫?zé)煹乐?,生成NH3、H2O和CO2,分解產(chǎn)物NH3與煙氣中的 NOx在催化劑的作用下生成 N2與 H2O,完成脫硝過(guò)程,脫硝系統(tǒng)工藝流程如圖2所示。

        圖2 能源站脫硝工藝流程Fig. 2 Energy station denitration process flow

        3.3 技術(shù)方案

        在項(xiàng)目方案設(shè)計(jì)中,借鑒傳統(tǒng)火電廠的煙氣脫硝方案,采用商用釩鎢鈦蜂窩式催化劑,但內(nèi)燃機(jī)煙氣溫度遠(yuǎn)高于釩鎢鈦脫硝催化劑運(yùn)行溫度。因此在內(nèi)燃機(jī)出口后設(shè)置了稀釋冷卻風(fēng),以降低煙溫,滿足催化劑運(yùn)行溫度要求,但是降溫后的煙氣對(duì)于余熱回收利用不利,經(jīng)濟(jì)效益不樂(lè)觀,不采用此方案。經(jīng)過(guò)進(jìn)一步調(diào)研論證,提出了現(xiàn)有工藝方案:考慮到能源站內(nèi)燃機(jī)煙氣中SO2體積分?jǐn)?shù)小于 10-5,并且無(wú)粉塵,可采用分子篩高溫脫硝催化劑,該催化劑使用溫度窗口寬,脫硝效率高,但缺點(diǎn)是不耐硫中毒(建議煙氣中SO2體積分?jǐn)?shù)低于10-5),該方案適合能源站的脫硝改造,釩鎢鈦催化劑和分子篩催化劑的特性對(duì)比見(jiàn)表2。

        利用內(nèi)燃機(jī)出口高溫?zé)煔?,通過(guò)壓縮空氣霧化,將尿素溶液噴入煙道,在煙道中熱解制氨,簡(jiǎn)單易操作,保證流場(chǎng)穩(wěn)定,脫硝高效。SCR脫硝后的煙氣溫降約為 16 ℃,脫硝后的煙氣進(jìn)入煙氣溴化鋰機(jī)組;因?yàn)槊撓醯臒煔庵苯觼?lái)自于內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng),脫硝煙氣溫度較高,所以本系統(tǒng)對(duì)于催化劑選擇和催化形式都有新穎的設(shè)計(jì)改造,在實(shí)際運(yùn)行結(jié)果良好,脫硝煙氣設(shè)計(jì)參數(shù)見(jiàn)表3。

        表2 催化劑特點(diǎn)對(duì)比分析Tab. 2 Comparative analysis of catalyst characteristics

        表3 脫硝煙氣設(shè)計(jì)參數(shù)Tab. 3 Denitration flue gas design parameters

        3.4 運(yùn)行效果

        本項(xiàng)目在改造前煙氣排放 NOx質(zhì)量濃度實(shí)際為500~700 mg/m3(標(biāo)態(tài),干基,5%O2),改造后在保證內(nèi)燃機(jī)在 50%~100%的最大負(fù)荷工況下,脫硝系統(tǒng)NOx質(zhì)量濃度小于30 mg/m3(標(biāo)態(tài),干基,5%O2),NH3逃逸量≤2.5 mg/m3(標(biāo)態(tài)、干基、5%O2),SCR脫硝裝置可用率更是達(dá)到了98%以上。保證連續(xù)安全穩(wěn)定的運(yùn)行情況下,SCR脫硝系統(tǒng)的脫硝效率達(dá)到95%以上,NOx排放值為25.4 mg/m3,脫硝過(guò)程中系統(tǒng)壓降小于1 000 Pa,催化劑化學(xué)壽命超過(guò)24 000 h,單臺(tái)機(jī)組尿素耗量小于6.0 kg/h,該項(xiàng)目也達(dá)到了國(guó)家和北京地區(qū)的內(nèi)燃機(jī)排放標(biāo)準(zhǔn),實(shí)現(xiàn)基于內(nèi)燃機(jī)式NGDE系統(tǒng)的清潔低碳排放,SCR脫硝系統(tǒng)排放指標(biāo)見(jiàn)表4。

        表4 SCR 脫硝前后煙氣參數(shù)Tab. 4 Flue gas parameters before and after denitration by SCR

        4 結(jié)論

        基于內(nèi)燃機(jī)式的 NGDE系統(tǒng)的煙氣脫硝技術(shù)成功應(yīng)用后,不僅取得了良好的脫硝效果,而且該技術(shù)為其他工業(yè)領(lǐng)域燃?xì)鈾C(jī)組煙氣治理提供了有益借鑒,也為治霾提供了有力的技術(shù)支撐。

        本文分析了高溫 SCR脫硝系統(tǒng)在樓宇型分布式能源系統(tǒng)應(yīng)用的可能性。通過(guò)借鑒火電廠脫硝技術(shù),在小型 MW級(jí) NGDE系統(tǒng)得到成功應(yīng)用后,脫硝效率達(dá)到95%以上,脫硝效果良好。該分布式能源站脫硝改造后,排放指標(biāo)低于標(biāo)準(zhǔn)要求值,節(jié)能環(huán)保效益顯著,為脫硝技術(shù)發(fā)展提供一個(gè)新的可能。作為新一代適用于分布式能源站項(xiàng)目的脫硝技術(shù),為我國(guó)燃?xì)夥植际侥茉凑緹煔馕廴局卫硖峁┮环N全新的解決路徑。

        猜你喜歡
        內(nèi)燃機(jī)尿素分布式
        挖掘機(jī)尿素噴嘴散熱改進(jìn)
        尿素漲價(jià)坐實(shí)的兩個(gè)必要條件
        內(nèi)燃機(jī)的興與衰
        最高效和超低排放
        ——內(nèi)燃機(jī)4.0 Highest Efficiency and Ultra Low Emission–Internal Combustion Engine 4.0
        汽車文摘(2018年11期)2018-10-30 02:32:34
        亂七八糟的“尿素”是該好好治一治了
        分布式光伏熱錢洶涌
        能源(2017年10期)2017-12-20 05:54:07
        分布式光伏:爆發(fā)還是徘徊
        能源(2017年5期)2017-07-06 09:25:54
        尿素持續(xù)低迷 業(yè)內(nèi)“賭”欲殆盡
        基于DDS的分布式三維協(xié)同仿真研究
        內(nèi)燃機(jī)再制造產(chǎn)業(yè)已初具規(guī)模
        91九色国产老熟女视频| 精品乱码一区二区三区四区| 国产精品情侣露脸av在线播放 | 国产思思99re99在线观看| 九月色婷婷免费| 精品一区二区三区人妻久久福利| 国产va免费精品观看精品| 在线亚洲人成电影网站色www| 蜜桃在线播放免费一区二区三区| 国产女主播一区二区三区在线观看| 国内永久福利在线视频图片| 毛片大全真人在线| 国产一级在线现免费观看| 亚洲福利网站在线一区不卡 | 摸进她的内裤里疯狂揉她动图视频 | 欧美a视频在线观看| 亚洲av成人久久精品| 国产精品一区二区三久久不卡| 亚洲综合欧美在线一区在线播放| 久久精品国产热| 天堂精品人妻一卡二卡| 欧美顶级少妇作爱| 丰满的少妇xxxxx青青青| 国产精品国产午夜免费福利看| 精品精品国产三级av在线| 18禁黄网站禁片免费观看女女| 豆国产95在线 | 亚洲| 91精品人妻一区二区三区蜜臀| 丰满人妻猛进入中文字幕| 在线播放免费播放av片| 在线观看无码一区二区台湾| 风间由美中文字幕在线| 亚洲欧洲成人精品香蕉网| 欧美极品美女| 一区二区三区中文字幕有码| 亚洲最大中文字幕熟女| 一本色综合久久| 欧美日韩中文字幕日韩欧美| 日韩精品免费在线视频一区| 天天噜日日噜狠狠噜免费| 国产精品23p|