餐厨垃圾已是城市环境污染的主要来源之一,为了更好地将这些餐厨垃圾变废为宝,很多地区筹建了餐厨垃圾处理工程项目。其中地处华北的某产业园建设的餐厨和粪便处理工程,设计处理规模为餐厨垃圾200吨/日、粪便300吨/日、废弃油脂20吨/日,采用“预处理+厌氧发酵+沼气发电+沼液污水处理”的处理工艺,建成后可弥补该市餐厨垃圾和废弃油脂处理设施的不足,符合城市生活垃圾处理要求,可有效提高餐厨垃圾无害化、减量化、资源化水平。沼气发电在为城市补充电力能源的同时,还大大减少了烟气排放对环境的污染,尽管沼气较之煤炭、柴油等燃料而言,污染已经大大减少,但与天然气相比,成分仍然较为复杂,沼气中的硫化氢、氮气等成分仍然是污染排放过程中需要解决的重点。因此,还需将发电机组烟气排放中的NOX由500mg/Nm3(5%O2)降至50mg/Nm3(5%O2)以下。
河北汉蓝技术人员根据现场工况条件确定了适合客户的工艺和解决方案。由于燃气发电机组尾气中的NOX主要包括NO和NO2,也是造成大气污染的主要源头之一,而SCR脱硝技术,是国内外主流的脱硝工艺,脱硝率可达95%且没有副产物,不会形成二次污染,因此目前世界上大多数电厂基本都运用该技术。
针对该项目,餐厨垃圾沼气发电机组SCR脱硝系统是以尿素溶液在排气管道混合区遇高温烟气分解生成NH3为还原剂, 利用其对NOX的高选择还原性,在催化反应区生成无害的氮气(N2)和水(H2O),尿素溶液在排气管道混合区遇高温烟气分解成氨气(NH3)和水(H2O),与烟气充分混合后进入催化剂模块, 在催化反应区内NH3 和NOX反应生成无害的氮气(N2)和水(H2O),然后再通过排气管道排到大气中。
尿素溶液分解如下:
CO(NH2)2 + H2O = 2NH3 + CO2
尿素经热解、水解生成氨气,为反应提供原料。SCR脱硝系统中发生如下NOX反应如下:
万纯餐厨沼气发电机组SCR脱硝系统主要由SCR反应器、控制系统、尿素溶液计量喷射系统、传感器和压缩空气辅助系统等组成,具备以下优势和特点:
万纯SCR脱硝系统净化效率高,可满足客户NOx≤50mg/Nm3的净化要求;
使用汉蓝自主研发生产的内燃机专用脱硝催化剂,在450-550℃的治理温区,催化剂均能保持较好的活性;
脱硝系统安全可靠且背压小,很大程度上减少了脱硝对发电机组的影响;
脱硝系统和排烟管道安装布置合理,占地面积小,一次性投资成本低且保养、维修方便;
系统能适应发电机运行负荷的波动,满足机组启停次数的要求。不对发电机运行负荷及运行方式产生干扰;
系统的启动、正常运行监控和事故处理均实现了自动化;
脱硝装置的检修时间间隔与发电机组一致,减少了维护和检修期;
脱硝装置的承压能力与发电机的承压能力相同;
河北汉蓝选取可编程控制器PLC作为脱硝系统的自动控制装置,且控制系统可与上位机通讯,便于远程集中监测污染物排放数据;同时设有人机界面系统,可实时显示脱硝状态数据,烟温状态,尿素用量等情况,使操作人员平视操作,观察、监视、维护简单,且支持远程通信,集成管理,控制系统可与上位机通讯,便于远程集中监测污染物排放数据;使运行维护人员数量大大减少。
脱硝系统组合小巧,连接简约快捷,耐腐蚀性强,氨逃逸少,自动化程度高,安全可靠,整体性能优良;
先进的餐厨垃圾处理设施,对于提升现代城市的品质肯定是不可或缺的,而产业园餐厨垃圾和粪便处理项目的实施,有效保障了餐厨垃圾无害化、减量化和资源化的处理,减轻了城市因这些带来的环境污染,而发电机组脱硝系统作为产业园区环境治理达标的一项保障措施,自然也是必不可少的。因此,如果说沼气发电是餐厨垃圾变废为宝的结晶,那么SCR脱硝系统则为其增添了一抹亮色,真正为其打上了“绿色能源”的标签。