一、大功率柴油发动机尾气排放成分分析
在阐述大功率柴油发动机尾气治理技术路线之前,我们先要了解柴油发动机/柴油发电机组尾气排放中的有害成分中,哪些是环保关注并限制排放的物质。柴油发电机组的燃料是柴油,柴油是轻质石油产品,复杂烃类(碳原子数约10~22)混合物。主要由原油蒸馏、催化裂化、热裂化、加氢裂化、石油焦化等过程生产的柴油馏分调配而成;也可由页岩油加工和煤液化制取。柴油机在工作时,吸入柴油机气缸内的空气,因活塞的运动而受到较高程度的压缩,达到500~700℃的高温。然后将燃油以雾状喷入高温空气中,与高温空气混合形成可燃混合气,自动着火燃烧。燃烧中释放的能量作用在活塞顶面上,推动活塞并通过连杆和曲轴转换为旋转的机械功。
发动机尾气污染物分析
根据上图我们可以看到,柴油发动机在燃烧采用做功的过程中会释放硫化物、碳颗粒物(即黑烟)、碳氢化合物、一氧化碳及氮氧化物,这些成分都是对人体和环境有害的物质。目前国V柴油含硫量10ppm(百万分之十)以下,采用正规柴油机尾气中的SOx可以不用考虑;C(颗粒物/黑烟):污染大气,伤害人体,PM2.5(2微米颗粒物)以下碳烟吸入肺部后会沉淀起来,而0.1-0.5微米的碳烟对人体危害*大,除了致癌作用外,这种碳烟吸入肺部,还会导致慢性病、肺气肿、皮肤病及变态性疾病;HC(碳氢化合物):甲醛、丙烯醛对眼睛和呼吸器官有强烈刺激性,对肺部防御机理产生严重影响。乙烯在常见浓度下,会伤害农作物和某些观赏植物;CO(一氧化碳):CO经人呼吸进入肺部,被血液吸收后能与人体内血红蛋白结合成一氧化碳-血红蛋白,导致人体组织缺氧,可引起中毒甚至窒息而死亡;NOx(氮氧化物):主要NO和NO2,高浓度NO可引起中枢神经瘫痪和痉挛; NO2有特殊刺激性臭味,引起肺水肿的同时,引起独具特点的闭塞性纤维支气管炎。
二、深度解析大功率柴油发动机尾气综合治理技术路线
1、SOx:目前国V柴油含硫量10ppm(百万分之十)以下,采用正规柴油机尾气中的SOx可以不用考虑。
2、C(颗粒物/黑烟):即我们常说的颗粒物PM,采用DPF柴油机尾气颗粒物捕集器(黑烟净化器)物理过滤的方式去除。
3、HC+CO(碳氢化合物及一氧化碳):采用DOC柴油机尾气氧化催化器,尾气穿过在涂覆贵金属氧化催化剂载体,在一定反应温度下,促使有害气体进行适当的化学反应,例:2CO+O→2CO;4HC+3O→2CO+2HO。
4、NOx(氮氧化物):采用SCR脱硝系统,尾气穿过在涂覆钒基或者分子筛还原催化剂,在一定反应温度和喷射尿素溶液的情况下,促使有害气体进行适当的化学反应,例:8NH+6NO→7N+12HO。
综上所述:柴油发电机组尾气综合治理经过上述深度分析,绿联净化量身定制的一套切实可行的尾气综合治理技术路线:DOC+DPF+SCR(柴油机尾气氧化催化器+柴油机尾气颗粒捕集器+SCR脱硝系统)
三、大功率柴油发动机尾气综合治理示意图
大功率柴油发动机尾气综合治理示意图
通过该技术路线,柴油机尾气经过DOC柴油机尾气氧化催化器→DPF柴油机尾气颗粒捕集器→SCR脱硝系统,经过三套设备的综合治理,能够有效减少气体发动机的颗粒物(PM)、一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)和氮氧化合物(NOx),从而实现柴油机尾气排放净化达标。
四、柴油发电机组尾气双降综合治理项目案例
广西某国营火电厂黑启动备用柴油发电机组尾气治理(DOC+SCR)
上海某芯片厂备用柴油发电机组尾气综合治理(DOC+SCR)
深圳某日资企业备用柴油发电机组尾气综合治理(DOC+SCR)