超低温SCR脱硝催化剂在垃圾发电行业的使用优势

安徽晨晰洁净科技有限公司2017年与中科院过程所联合开发了具有自主知识产权的的锰基非钒钛系列的颗粒体超低温SCR脱硝催化剂、新型径向床及移动床SCR脱硝反应器等专利技术,该技术具有超低温起活(125-180℃,布袋除尘器后使用,优化了催化剂使用工况,大幅度降低烟气升温产生的运行费用)、脱硝效率高(满足超低排放要求,且在取消SNCR后仍然能够满足超低排放要求,进一步降低脱硝综合能耗)、催化剂非危废(所有催化剂原料均不采用国家环保名录里危废的物质)、废旧催化剂具备资源循环利用等优点。

表1.3-1:与传统钒钛体系催化剂比较表

一、超低温SCR脱硝催化剂的工业化实例

2.1长沙黄花机场三联供机组超低温脱硝

2019年9月在黄花机场三联供机组尾部进行超低温SCR脱硝工程,脱硝烟气在温度130~145℃,进口NOx浓度均值900mg/Nm3,出口均值30mg/Nm3,目前每年冬夏季运行。

2.2中科合成油内蒙古有限公司隧道窑系统超低温脱硝项目

2021年7月中科合成油隧道窑焙烧工段烟气超低温脱硝项目调试合格并正式投运。设计烟气量4万标方,脱硝温度125-135℃,进口NOx浓度均值3500-4000mg/Nm3,,出口均值低于20mg/Nm3,目前已经连续稳定运行21个月。

2.3济南金雷风电科技股份有限公司加热炉超低温脱硝项目介绍

2023年1月10日济南金雷风电加热炉烟气超低温脱硝项目调试合格并正式投运。脱硝温度130℃,加热炉出口NOx浓度在300~1200mg/Nm3波动,经超低温脱硝后,出口NOx浓度降至10~50mg/Nm3,脱硝效率稳定在95%以上。

2.4连云港晨兴环保产业有限公司垃圾发电锅炉实际烟气超低温脱硝中试情况介绍

2022年12月在连云港晨兴环保550t/d垃圾焚烧炉尾部进行超低温催化剂中试。布袋除尘器排烟温度约130-150℃,烟气中NOX初始浓度低于150mg/Nm3,全段测试装置NOx出口均值为6.5mg/Nm3,硫+氯出口均值低于10mg/Nm3,连续稳定测试一个月,系统阻力500Pa。

二、超低温SCR脱硝催化剂在垃圾发电行业使用优势

3.1超低温脱硝催化剂在垃圾焚烧行业应用的优势

目前市场上垃圾焚烧烟气脱硝主要采用中低温SCR脱硝工艺,该工艺一般采用蜂窝体催化剂,系统除了反应器及辅助设备外,还需要加热器、烟气换热器用于烟气升温。该工艺流程较长,系统阻力及占地面积都比较大,最关键在于升温所需的运行费用高。

图3.1-1:中低温SCR脱硝工艺路线

超低温SCR脱硝工艺采用颗粒体催化剂及配套移动床脱硝反应器,反应器设置在布袋除尘器尾部,工艺流程简单,系统阻力及占地面积小,系统不需要升温,每年节省大量烟气加热成本。

中低温脱硝工艺与我公司超低温脱硝工艺对比

3.2超低温脱硝与中低温脱硝装置投资费用对比(600吨垃圾焚烧炉10万标方烟气量)

超低温脱硝与中低温脱硝装置投资费用对比表(单位:万元)

备注:脱硝催化剂与脱硫剂计入年运行成本,不计入装置一次性投资

3.3超低温脱硝与中低温脱硝装置运行成本对比

超低温脱硝与中低温脱硝装置年运行成本对比汇总表

130℃超低温SCR脱硝装置 年运行成本分项表

220℃中低温SCR脱硝装置 年运行成本分项表

综合上述表内两种工艺路线的能源消耗,超低温SCR脱硝工艺在能源消耗方面相较中低温SCR脱硝工艺拥有较大的优势。因此从装置长周期运行考虑,超低温SCR脱硝技术是目前垃圾焚烧锅炉烟气脱硝治理最优解决方案。

3.4超低温SCR脱硝技术最终达到的效果

排放指标:NOx出口均值低于30mg/Nm3,氨逃逸低于3mg/Nm3,SO2+HCL出口均值低于10mg/Nm3

工程投资:与传统工艺(GGH+SGH+中低温脱硝反应器)比,只需要在布袋除尘器后设置一个超低温移动床脱硝反应器,工程投资降低50%。

运行成本:运行成本涵盖每年催化剂的分摊费用、烟气升温产生的费用、系统阻力增加产生的引风机电耗增加、为保证酸性气含量增加的脱酸费用四大块,大约折合吨垃圾费用为20元左右,较传统工艺低50%左右。