備用柴油發電機尾氣方案設計

王金水

（廣州市中綠環保有限公司 廣東廣州 510663）

引言

柴油發電機組具有啟動迅速，投資少，操作維修方便，對環境適應性較強等優點，常作為備用電源或臨時電源，越來越多的被使用在高層建筑中，備用柴油發電機尾氣對環境的污染問題越來越突出，嚴重影響人們的居住環境質量和身心健康。

1 柴油機尾氣的主要成分及危害

柴油機尾氣的組成較為復雜，其有害成分包括一氧化碳、烴類、二氧化硫、氮氧化物和顆粒物等。但其主要污染物為氮氧化物（NOx）和煙塵顆粒（PM）。（1）含NO2的發電機尾氣具有較強的毒性和腐蝕性，對人體眼、鼻、呼吸道和肺部均具有強烈的刺激性，同時NO2還是城市酸雨和光化學煙霧的主要根源。（2）柴油機廢氣中的PM主要是由于燃料混合不均勻，部分燃料燃燒不完全形成的。PM極易經呼吸道進入肺部，引起呼吸道疾病。

2 備用發電機尾氣特點分析

2.1 風量小

以單臺康明斯、600-800kw發電機為例：柴油發電機燃料采用0#輕質柴油，油的熱值取45998kJ/kg，比重取0.81kg/L，含硫率去0.035%（國標），則單位耗油量以212.5g/kWh計，故800kw（最大功率計）的柴油發電機耗油量為170kg/h。根據燃燒原理，1kg柴油產生的煙氣量約為11m3，單位煙氣產生量約20m3/kg（空氣過剩系數取1.8）.則單臺產生的煙氣量為：20×170=3400m3/h。

2.2 穩定工況下、污染物濃度低

發電機運轉時會因柴油燃燒排放出含有煙塵、SO2、NOx的尾氣。根據相關理論計算污染物排放量：

（1）SO2的排放量計算公式：CSO2=2000×B×S

（2）煙塵的排放量計算公式：Gsd=1000×B×A

（3）NOx的排放量計算公式：CNOx=1630×B×（N×b+0.000938）

式中：CSO2— 二氧化硫排放量，kg；

Gsd— 煙塵排放量，kg；

CNOx— 氮氧化物排放量，kg；

B — 消耗的燃料量，T，取值為0.17t；

A — 灰分含量，%，取0.01%；

N — 燃料中含氮量，%，取值0.02%；

b — 燃料中氮的轉化率，%，取值40%；

S — 燃料中的全硫含量，%，取0.035%。

則CSO2=2000×0.17×0.00035=0.119kg，則Gsd=1000×0.17×0.0001=0.017kg，則CNOx=1630×0.17×（0.0002×0.4+0.000938）=0.2821kg，即備用發電機在穩定工況下產生的廢氣中的SO2、NOx和煙塵產生情況如表1所示：

表1 備用發電機在穩定工況下污染物產生濃度一覽表

2.3 非穩定工況時、污染物濃度高

根據實際工程經驗，發電機在啟動時到正常工況，此時產生的各污染物濃度變化較大，具體產生情況如表2所示：

表2 發電機在非穩定工況下污染物產生濃度一覽表

2.4 運行時間短及使用率低

柴油發電機作為備用發電機，長期處于不運行狀態，為保證柴油機性能，需要定期進行試運行，且為試運行時間較短。

3 備用發電機廢氣工藝比選

發電機廢氣主要污染物為NOx和煙塵顆粒（PM）。處理含NOx廢氣的方法有：吸附法、微生物法、SCR法、SNCR法、氧化吸收法、還原吸收法等。處理含顆粒物廢氣的方法有氧化催化技術（DOC）、顆粒捕集技術（DPF）、顆粒氧化轉化技術（POC）等。結合備用發電機廢氣排放特點，采用濕法還原法。

4 備用發電機廢氣處理方案

4.1 工藝流程

廢氣收集系統 → 洗滌塔 → 風機 → 15m煙囪

4.2 脫硫脫硝原理

Na2S2O3具有一定的還原性，以Na2S2O3為添加劑的NaOH噴淋液，在噴淋塔中與煙氣在逆流氣液接觸過程中，Na2S2O3發生氧化還原反應，將NO2轉化成NO2-，實現氣相中的NOx的脫出，同時煙氣中的SO2會促進NOx的吸收去除，并且SO2自身也可保持較高的脫除效果。

結語

（1）通過對備用發電機廢氣排放特征分析，并結合工藝比選，備用發電機廢氣選用噴淋塔進行治理是可行的。

（2）備用發電機廢氣經過噴淋塔處理后可達《大氣污染物排放限值》（DB44/27-2001）中的第二時段二級標準的排放標準。