新聞主題	柴油發(fā)電機(jī)廢氣處理方式技術(shù)規(guī)范

 

摘要：本文簡(jiǎn)略闡述了柴油機(jī)尾氣中的污染物及其污染特點(diǎn)，同時(shí)從低溫等離子治理技術(shù)、選擇性催化還原技術(shù)(SCR技術(shù))、以及排氣處理技術(shù)幾方面著手對(duì)柴油機(jī)尾氣處理新技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)分析，旨在為相關(guān)研究人員提供參考，切實(shí)提高柴油尾氣處理技術(shù)的應(yīng)用效果。另外，康明斯電力技術(shù)有限公司在本文公示的標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了柴油發(fā)電機(jī)尾氣處理工程的設(shè)計(jì)、施工、驗(yàn)收的技術(shù)要求，可作為環(huán)境影響評(píng)價(jià)、可行性研究、設(shè)計(jì)施工、環(huán)境保護(hù)驗(yàn)收及建成后運(yùn)行與管理的技術(shù)依據(jù)。

 

一、設(shè)計(jì)規(guī)范

 

1、規(guī)范性引用文件

（1）環(huán)境保護(hù)有關(guān)法律法規(guī)；

（2）大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)（GB16297-1996）；

（3）廣東省地方標(biāo)準(zhǔn)《大氣污染物排放限值》（DB44/27-2001）。

2、總體設(shè)計(jì)

（1）柴油發(fā)電機(jī)尾氣處理工程的設(shè)計(jì)建設(shè)，除應(yīng)遵守本技術(shù)規(guī)范外，還應(yīng)符合國(guó)家現(xiàn)行的相關(guān)強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

（2）應(yīng)根據(jù)企業(yè)柴油發(fā)電機(jī)尾氣中氣體污染物種類(lèi)、濃度及處理要求等條件確定柴油發(fā)電機(jī)尾氣處理工程的處理規(guī)模和處理工藝，做到保護(hù)環(huán)境、經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)可靠。

（3）處理工程技術(shù)方案的選擇應(yīng)符合環(huán)境影響評(píng)價(jià)報(bào)告書(shū)批復(fù)文件的要求，柴油發(fā)電機(jī)尾氣處理后應(yīng)穩(wěn)定達(dá)到有關(guān)國(guó)家和地方排放標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

 

二、低溫等離子體尾氣技術(shù)

 

     采用液體吸收+低溫等離子體催化組合技術(shù)，該設(shè)備集中了液體吸收技術(shù)和低溫等離子體催化新技術(shù)的諸多優(yōu)點(diǎn)，處理效果良好（95％以上），運(yùn)行穩(wěn)定，維護(hù)簡(jiǎn)單等。主要工藝流程如圖1所示：

1、技術(shù)要求

      柴油發(fā)電機(jī)尾氣經(jīng)過(guò)液體吸收單元、水霧過(guò)濾網(wǎng)、等離子體單元、催化單元等的處理后在油霧、炭黑等顆粒物和SO2、NOX、CO、CH等氣態(tài)污染物均可以很好地去除，技術(shù)先進(jìn)可靠。該技術(shù)核心是低溫等離子體單元，技術(shù)關(guān)鍵是：

（1）大功率高壓快速上升沿窄脈沖電源設(shè)計(jì)制造，本系統(tǒng)使用IGBT驅(qū)動(dòng)的無(wú)感電源，具有上升沿速度快、拉弧保護(hù)、過(guò)載保護(hù)、等特點(diǎn)。單電源功率200W。

（2）高壓電源與放電、捕集極板的匹配技術(shù)、絕緣技術(shù)、安全防護(hù)技術(shù)，保證電源工作在理想的負(fù)荷狀態(tài)。

（3）催化劑極板的催化劑合成、擔(dān)載和制作技術(shù)，采用納米材料原位裝配技術(shù)、輔助燒結(jié)、表面活化處理技術(shù)，使催化劑極板具有耐轟擊、耐腐蝕、長(zhǎng)壽命、可清洗等技術(shù)條件。

（4）凈化過(guò)濾器的催化劑擔(dān)載技術(shù)，使用適當(dāng)?shù)耐垦b技術(shù)，將臭氧凈化催化劑擔(dān)載于蜂窩孔狀材料上，制成過(guò)濾器。

2、工作條件

      模塊化機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，便于清潔維護(hù)，可以通過(guò)多級(jí)組合達(dá)到針對(duì)不同污染氣體的處理要求。條件要求是：

（1）入口空氣中非甲烷有機(jī)烴的含量小于400mg/m³。

（2）入口氣體不得含有水霧。

（3）入口氣體不得含有膠體顆粒物、易燃纖維。

（4）入口氣體的固相顆粒物含量應(yīng)小于10mg/m³。

（5）220交流供電，功率容量1kW。

 

圖1  柴油發(fā)電機(jī)組低溫等離子體催化尾氣裝置.

與2  低溫等離子體處理廢氣過(guò)程示意圖

 

三、催化劑閉環(huán)控制處理技術(shù)

 

      三效催化劑閉環(huán)控制系統(tǒng)是國(guó)三柴油機(jī)最常用的排氣凈化系統(tǒng)。在這個(gè)系統(tǒng)中，柴油發(fā)電機(jī)排出的三種主要污染物CO、HC、NOX能同時(shí)被高效率的凈化。尾氣凈化器主要由載體、涂層、活性物、襯墊和殼體等組成。其核心部件是沉積由貴金屬鉑（Pt）、銠（Rh）和鈀（Pd））三種化合物作為活性材料的蜂窩狀陶瓷載體。柴油經(jīng)過(guò)燃燒后排出的廢氣中含有大量的一氧化碳（CO）、碳?xì)浠衔铮℉C）和氮氧化物（NOX），這些物質(zhì)的存在，會(huì)使我們看到發(fā)電機(jī)尾氣的煙色和嗅到發(fā)電機(jī)尾氣刺激性的氣味。

      當(dāng)這些物質(zhì)經(jīng)過(guò)沉積由貴金屬鉑、鈀、銠化合物作為活性物的蜂窩狀陶瓷載體時(shí)，在它們的作用下，以及在220℃以上高溫與煙氣中的氧繼續(xù)反應(yīng)，最后生成CO2和H2O排入大氣中，同時(shí)（NOX）也生成了H2和H2O排入大氣中，CO和HC轉(zhuǎn)化率可以達(dá)到95%以上，NOX的轉(zhuǎn)化率也在40%以上。銠促進(jìn)NOX還原成N2，鉑和鈀用來(lái)轉(zhuǎn)化CO和HC。Pt、Rh和Pd三種貴金屬催化劑可同時(shí)凈化一氧化碳、碳?xì)浠衔锖偷趸衔?，故稱(chēng)為三效催化劑。

 

四、堿法吸收尾氣處理技術(shù)

 

1、工藝流程

（1）堿法吸收處理就是通過(guò)堿液對(duì)SO2和NOX等的吸收而達(dá)到凈化尾氣的效果，其工藝流程示意如下：

發(fā)電機(jī)尾氣→風(fēng)管→堿法吸收→尾氣排放達(dá)標(biāo)

（2）目前采用較多的堿法吸收處理裝置是旋流板式噴淋塔和旋風(fēng)噴淋塔。工藝流程示意如下：

發(fā)電機(jī)尾氣→煙管→旋流板式噴淋塔（循環(huán)水泵）→尾氣排放達(dá)標(biāo)  

2、旋風(fēng)噴淋塔

（1）工作原理：

      旋風(fēng)噴淋塔上部垂直布置有數(shù)個(gè)螺旋型噴嘴，含塵氣體經(jīng)旋風(fēng)噴淋塔筒體上部入口切向進(jìn)入噴淋塔內(nèi)并螺旋向下再向上運(yùn)動(dòng)，此時(shí)旋風(fēng)噴淋塔頂部的螺旋型噴嘴將清水呈實(shí)心錐狀噴射到筒體內(nèi)壁形成水膜，煙塵廢中的煙塵粒子借助氣流旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的離心力沖擊于除塵塔筒體內(nèi)壁的水霧和水膜上而被水滴、水膜黏附捕獲，并隨筒壁不斷更新的水膜向下排出除塵塔，從而使含塵廢氣得以?xún)艋欧?。凈化器底部設(shè)有循環(huán)水箱，通過(guò)循環(huán)水泵不斷將水循環(huán)送入塔內(nèi)，根據(jù)水箱內(nèi)水質(zhì)情況定期更換清水或補(bǔ)水。循環(huán)水中投加堿液可提高除硫和除氮氧化物的效果。

（2）效果及可行性

      這種旋風(fēng)噴淋塔凈化效率一般在85％以上，如果管理得好，效率還可提高。它的阻力不大，一般為300~450Pa，不會(huì)影響發(fā)電機(jī)的正常工作。污水可以采用定期排放或連續(xù)排放。較適宜高溫、高比阻、含塵量不大的氣體處理。

（3）旋風(fēng)噴淋塔特點(diǎn)

○ 氣相和液相接觸充分，污染因子去除效率高。

○ 因采用上進(jìn)氣方式，避免液體沿?zé)煿芰魅氩裼桶l(fā)電機(jī)內(nèi)。

○ 具有消聲和除霧功能，單位壓降小。

○ 方便機(jī)房外墻懸掛安裝。

○ 吸收塔體與循環(huán)水箱分離安裝。

 

圖2  旋風(fēng)噴淋塔尾氣裝置.

圖3  柴油發(fā)電機(jī)組尾氣處理安裝工程

 

3、酸霧處理塔

      也可以采用酸霧法治理柴油發(fā)電機(jī)尾氣，其結(jié)構(gòu)如圖3所示。

      在呈酸性或堿性的酸霧廢氣，內(nèi)置有新型的階梯環(huán)填料（或球型多面空心填料），氣-液接觸比表面積大；當(dāng)廢氣經(jīng)過(guò)分配板，將氣體平均分布于多面空心球，每只呈點(diǎn)接觸，擺列后呈“W”路線(xiàn)行走，避免有偏流現(xiàn)象，在配合龍卷式不阻塞的噴嘴，呈1200噴灑，使氣液混合效率90-95％，通過(guò)逆流式吸收液（中和液H2SO4或NaOH自動(dòng)添加處理設(shè)備）的霧化噴淋洗滌，從而達(dá)到潔凈效果，再加入中和液，可祛除廢氣中有害氣體。一般設(shè)有二級(jí)噴淋裝置，并可根據(jù)氣體濃度不同，組成更多層的噴淋裝置，而達(dá)到高效率的凈化效果。

（1）速度：

      為了盡量減少塵粒和油污在管道內(nèi)的粘結(jié)、積聚，風(fēng)管內(nèi)的煙氣速度為12m/s以上;煙氣在凈化器內(nèi)的速度在2~6m/s左右，停留時(shí)間1~3秒。

（2）排煙管及塔體：

      火煙溫度較高，采用非燃材料制作，宜用316L，塔體壁厚大于2 mm，入口處適當(dāng)加厚。

（3）噴頭：

      選用能環(huán)形出水的噴頭（如SiC噴頭），其所形成的液體霧滴宜細(xì)，其相向布置距離為20-30cm，液氣比大于1.。

（4）濾網(wǎng)：

      采用金屬絲制成，其網(wǎng)目為0.8mm×0.8mm，每運(yùn)行兩周應(yīng)清洗一次，其阻力小于80Pa。

（5）脫水板：

      采用折疊隔板組成，其間距離為20mm，壓降小于40Pa。

（6）風(fēng)量：

      每千瓦排風(fēng)量定為15m3/h。

 

圖6  柴油發(fā)電機(jī)尾氣酸霧處理塔方案（1）

圖6  柴油發(fā)電機(jī)尾氣酸霧處理塔方案（2）

 

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