一、 项目概况
为了迎接G20峰会在杭州召开,响应国家环保要求,杭州萧山电厂在原有SCR基础上再后续上了臭氧脱硝,达到超低排放要求(NO化合物在10μg/m³)。
二、目前烟气脱硝概况
目前烟气脱硝技术可分为干法和湿法两大类,其中干法脱硝中的选择性催化还原(SCR)和选择性非催化还原(SNCR)技术是市场应用Zui广(约占60%烟气脱硝市场)、技术Zui成熟的脱硝技术,其原理是向烟气中喷氨或尿素等含有NH3自由基的还原剂,在高温下直接(或催化剂的协同下)与烟气中的NOx发生氧化还原反应,把NOx还原成氮气和水。但该技术也有其巨大的局限性,由于化学反应需要在高温下进行,而对于中小型锅炉以及工业锅炉来说,排烟温度远不能达到化学反应所需要的高温,低温烟气脱硝技术就成为市场的必须。
低温烟气脱硝技术以低温氧化技术(LoTOx)Zui为简单有效,由于烟气中的氮氧化物主要组成是NO(占95%),NO难溶于水,而高价态的NO2、N2O5等可溶于水生成HNO2和HNO3,溶解能力大大提高,很容易通过碱液喷淋等手段将其从烟气中脱出。将烟气中的NO转化为高价态,需引入较强的氧化剂,在众多氧化剂中,臭氧是Zui环保清洁的强氧化剂,在高效转化NO至高价态的过程中不遗留任何二次污染物,O3的生存周期相对较长,将少量氧气或空气电离后产生O3,送入烟气中,可显著降低能耗。
在岑可法院士的带领下,王智化教授团队面向国家节能减排的重大需求、在国际上首次提出了活性分子多种污染物一体化脱除新思路,在国家自然科学基金、国家青年基金、国家“973”计划课题和国家“863”计划项目的资助下,采用活性分子高效氧化NO、Hg0为可溶的NO2、Hg2+,实现苯、甲苯、二噁英等有机物大分子的氧化降解,结合碱液吸收实现SO2、NOx、Hg和二噁英等一体化协同脱除新方法。
臭氧脱硝系统可使NOx排放减少到10μg/g以下,可满足Zui严格的减排要求。并且不会使SO2转化为SO3,烟气中的颗粒物和硫化物对臭氧消耗或NOX脱除效率的影响并不明显,该系统不仅可以高效去除氮氧化物,对二氧化硫和粉尘等颗粒物也有明显的去除效果。它不存在堵塞、氨泄漏等问题。
三、VPSA制氧和液氧成本对比
氧气做为臭氧发生器的氧源,在臭氧脱硝中占比较重,现场有两种制氧方式:
1、 VPSA制氧机
2、 液氧储罐
以200Nm3/h的制氧机为例:
VPSA和液氧成本对比
200
A
单位产气电耗
0.4
KWH/Nm3O2
B
电价
0.8
RMB/KWH
VC
可变成本:B×A
0.32
RMB/Nm3O2
D
设备总投资
1,100,000
RMB
E
氧气年产量:=200Nm3/Hr×24H×360天
1,728,000
Nm3/年
F
10年后设备折旧=D×10%
110,000
G
设备折旧(年)=(D-F)/10
99,000
H
年息=D×8%×5/3
52,800
I
年维修费=D×0.02
22,000
FC
固定成本:FC=(G+H+I)/E
0.101
ZC
氧气成本:ZC=VC+FC
0.421
液态氧气成本计算:
J
液态氧气单价
900
RMB/吨
K
液态氧气体积
700
Nm3O2
L
氧气成本(J/K)
1.285714286
预期利润率计算:
M
VPSA供氧成本
N
液态氧气成本
O
每消耗单位氧节省费用=
0.864714286
RMB/Nm3O2
液态氧气价格-VPSA供氧价格
T
使用VPSA供氧每吨氧气节省:O×K
605.3
P
每年节省费用=O×年消耗量E
1,494,226
Q
投资回收期=D/(P+G)
0.736166945
年
通过计算可以看出,作为辅助设备的VPSA制氧机,其投资少,见效快,投资回收期短,对于长期需氧用户,只要工艺能满足要求,VPSA制氧机是非常经济的选择。
四、结语
VPSA制氧机所产氧气,纯度大于93%,露点达到-80°度以下,通过降噪厂房和整套减震消音措施,噪音可以达到环保要求。因其开停方便和流量调节功能,使其更适合用于污水处理、脱硫脱销行业,配套臭氧发生器。目前,国内萧山电厂、济南热电、太阳纸业电厂等多套燃煤锅炉脱硝项目,配套VPSA制氧做为臭氧发生器的气源。并且,设计可靠的VPSA制氧机能长期稳定的工作,开车率高,维修量少,是污水处理、脱硫脱销烧等用氧源的理想选择,国外气体公司亦都采用同类流程‧
随着我国市场经济的不断发展和完善,工业企业作为自负盈亏、独立核算的商品生产者和经营者,不仅需参与市场竞争,还要不断地创造价值和使用价值。成本费用是一项综合反应企业管理质量的重要指标,也是企业进行决策的重要依据。变压吸附制氧机工艺日趋成熟,能耗也达到了相当水平,其在中小型现场供气领域已逐步取代了深冷装置,和液氧贮槽供气相比优势更是明显。
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